Стальные конструкции рабочей площадки (стр. 5 из 6)

Расчетная схема колонны представляет собой балку на шарнирных опорах.

Расчетная схема колонны.

Определим расчетную нагрузку на колонну:

Геометрическая и расчетная длина колонны будут различные в разных направлениях.

Определим геометрическую длину колонны.

определим расчетную длину колонны:

Предварительно зададимся гибкостью колонны в зависимости от нагрузки.

Определяем коэффициент продольного изгиба в зависимости от гибкости и расчетного сопротивления стали (т. 72 СНиП)

Подбираем сечение стержня, рассчитывая его относительно оси х.

Определяем требуемую площадь сечения:

Определяем требуемый радиус инерции:

Учитывая полученные результаты принимаем два швеллера №22

№ Профиля	h,мм	А,
22	220	26,7	8,89	2110	21	2,37	151	8,2	0,54	0,95

С учетом выбранного швеллера гибкость относительно оси х:

Коэффициент продольного изгиба

Проверяем устойчивость относительно оси х:

Недонапряжение составляет:

Расчет относительно свободной оси:

Определяем расстояние между ветвями колонны из условия равноустойчивости в двух плоскостях:

. Принимаем гибкость ветви , а затем определяем требуемую гибкость относительно свободной оси у-у.

В соответствии с типом принятого сечения расстояние между ветвями

Определяется из выражения

Полученной гибкости соответствует радиус инерции:

Определяем расстояние между ветвями:

Полученное расстояние должно быть не менее двойной ширины полок швеллеров плюс зазор необходимый для оправки внутренних поверхностей стержня:

Принимаем расстояние между ветвями 300 мм.

Зазор между ветвями

Проверим сечение относительно свободной оси:

Радиус инерции сечения относительно свободной оси:

Гибкость стержня относительно свободной оси:

Приведенная гибкость колонны:

Устойчивость колонны относительно свободной оси:

Недонапряжение составляет

Окончательно принимаем:

Расчет планок

Устанавливаем размеры планки. Планки заводим на ветви на 50 мм.

Ширина планки:

принимаем 24 см.

Высота планки:

Толщина планки:

Расстояние между планками:

см.

Расчетная длина между планками:

Определяем расчетные усилия, действующие на одну планку:

Условная поперечная сила в колонне:

Поперечная сила и изгибающий момент, действующие на планку одной грани:

Принимаем приварку планок к полкам двутавров угловыми швами

. Так как прочность угловых швов будет меньше прочности планки, то достаточно выполнить проверку прочности сварных швов. Присоединение планок осуществляется ручной сваркой электродами Э42.

Площадь и момент сопротивления сварного шва:

Напряжение в шве от момента и поперечной силы:

Равнодействующее напряжение:

Прочность конструкции обеспечена.

Расчет оголовка колонны.

Опирание балок на колонну принято сверху. Поэтому оголовок колонны состоит из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны. Ребра оголовка приваривают к опорной плите и к ветвям колонны. Швы прикрепляющие ребро оголовка к плите, должны выдерживать полное давление на оголовок.

Определяем величину катета сварного шва по металлу шва:

По металлу границы сплавления:

Ввиду большой толщины сварного шва торец колонны и ребро необходимо фрезировать. В этом случае давление от балок будет передаваться непосредственно через опорную плиту на ребро оголовка, назначается конструктивно, принимаем

.

Толщину опорной плиты принимаем конструктивно

.

Высоту ребра оголовка определяем из условия требуемой длины швов, предающих нагрузку на стержень колонны. Принимаем

.

По металлу шва:

По металлу границы сплавления: