Колонна есебі және конструкциялау

4.4.1. Қималар компоновкасы

Көпірлік крандармен Q_кр?20 тс жабдықталған биік емес ғимараттарда (Н<10м) және де крансыз цехтарда тұрақты биіктіктегі қималы колонналар қолданылады. Н және Q_кр үлкен мәндерінде кранасты және кранүсті бөлікетерінде қималардың әр түрлі биіктіктегі қадамды колонналар қолданылады.

Бірінші жағдайда кранасты арқалықтары колонна шыбығына пісірілген арнайы консольдерге (аспалы) тіреледі, екіншіде колоннаның кранасты бөлігінің кемеріне тіреледі. Колонна қималары тұтас қабырғалы және өтпелі симметриялы және симметриялы емес болуы мүмкін. Таңдалған колонна конструкциясын және де түрін, оның қимасының габбаритті өлшемдерін түсіндіріп отыру қажет.

4.4.2. Есептік ұзындықтарды анықтау

Қима биіктігі тұрақты колонналар үшін есептік ұзындық рама жазықтығында (момент әсері жазықтығында (ішінде)) l_х=м_xH тең және перпендикулярлы жазықтықта (момент әсері жазықтығында (үстінде)) l_у=м_уH. Ұзындық жүргізу коэффициенті?_у=1,0, ал?. 14.1 кесте [1] 342б. бойынша 4.8 кестесіндегідей беларқа мен колоннаның сызықтық қаттылығының қатынасына байланысты анықталады.

4.12.

Мұнда: i_p1=J_p1/L; i_p2=J_p2/L; i_k=J_k/H;

Мұнда: J_p1, J_p2 – беларқа аралығының ортасынан инерция моменті J_p=(A_bn z_b² + A_hpz_h²))

Егер белдеу ауданы белгілі болса, онда

(4.13)

Мұнда, М_макс – беларқа ортасынан иілетін момент, үстіндегі есептік жүктемеден болатын қарапайым арқалықтағыдай.

h_cp – аралық (пролет) ортасынан беларқа биіктігі;

R – есептік материалдар кедергісі;

1,15 - белдеулер қимасының орташаланған ауданының төменгі белдеу ауданына қатынасын ескеретін коэффициент;

А_bn, A_Hn – аралық ортасынан беларқаның жоғарғы және төменгі белдеулерінің брутто қимасының ауданы;

Z_b, z_H – белдеулердің ауырлық центрінен қимадағы аралық ортасынан беларқаның нейтральды осіне дейінгі арақашықтық;

J_k – колонна инерциясының моменті;

Н – колоннаның беларқаға дейінгі биіктігі (ұзындығы)

4.8. кесте

?_х коэффициенті жоғарғы жағы қатты қыспақтағы тұрақты қимадағы колонналар үшін.

Колоннаның төменгі жағының іргетасқа кіруі	ip/ik болғандағы?х коэффициенті
		0.2	0.3	0.5	1.0
қатты		1,5	1,4	1,29	1,17	1,09	1,06	1,4
шарнирлі	-	3,41	3,01	2,65	2,35	2,18	2,12	2,6

(Ескерту: беларқаның колоннаға шарнирлі бекітілуі кезінде I_p/I_n=0 қабылданады). Қадамды колоннадағы есептік ұзындықтар әр тұрақты биіктіктегі қима участоктері үшін бөлек анықталады:

рама жазықтығында колоннаның кранүсті (l₁)

және кранасты (l₂) бөліктері үшін.

Рама жазықтығынан да дәл солай.

; коэффициенттер колоннаның жоғарғы бөлігінің бекітілу әдісіне және параметрлеріне байланысты:

Мұнда, t=N₁/N₂ - колоннаның төменгі қимасындағы күштің жоғарғы қимасындағы күшке қатынасы.

Қадамды колонналы біраралықты рама үшін мәндер 12 қосымшадағы 1 және 2 кестеде [1], және де 6 қосымшадағы 67-71 кестеде [2] көрсетілген. Коэффициент 3-тен жоғары қабылданбайды.

4.4.3. Көлденең қиманың ауданын анықтау

Центрден емес сығылған колонна қимасын таңдау және тексеру келесі кезекпен орындалады:

4.4.3.1. Тұтас қималы колонналар үшін

4.4.3.1.1. Есептік ұзындықтарды анқтайды

4.4.3.1.2. Екі мүшелі формула бойынша (Ясинского Ф.С) қажетті қима ауданын ориентирлі табады.

А_тр = (4.14)

Мұнда, =0,75-0,85;

- симметриялы қима үшін;

= 0,35h - симметриялы емес қима үшін;

h – қима биіктігі;

- қиманың ядролы ара қашықтығы;

- бойлық майысқыш коэффициенті;

- х-х осіне қатысты күш қосымшасының эксцентритеті.

4.4.3.1.3. А_ТР алынған мәнін ескеріп қималарды құрастырады (компоновка) және конструктивті міндеттерді қамтамасыз ету.

t_ст = і 8 мм; t_h = ;

b_n = ; t_h = 3· t_ст (4.15)

Мұнда, t_ст, h_ст – қабырға қалыңдығы мен биіктігі

t_h, b_n – сөрелердің қалыңдығы мен ені

l_y – рама жазықтығынан қаралып отырған колонна участогының ұзындығы.

4.4.3.1.4. Келтірілген m_x1=n₁m_x эксцентритетін және рама жазықтығындағы келтірілген шартты иілгіштікті есептейді.

Мұнда, n - қима формасының әсер ету коэффициенті, 7а қосышасы [2] немесе 10 қосымшасы [1] бойынша анықталады;

m_x = - қатысты эксцентритет (мұнда W_cx - көбірек сығылған волокно үшін қима кедергісінің моменті);

- есептік ұзындығы l_x участогындегі х-х осіне қатысты стержень иілгіштігі.

4.4.3.1.5. және m_x алынған мәндермен j_х b_n коэффициентті анықтайды. Мұнда 8 қосымшасы [1] немесе 10б [2] қолданылады.

4.4.3.1.6. х-х осіне қатысты стержень тұрақтылығын тексереді (момент әсері жазықтығында) (15-сурет) ([1]183б.8.4-сурет).

s_х = Ј g•R (4.16)

15-сурет. Өтпелі стерженьдер қималары.

4.4.3.1.7. Қабырғаны жергілікті тұрақтылыққа тексереді [1] 345б. немесе [2] 396б. п.2.

4.4.3.1.8. у-у осіне қатысты рама жазықтығынан стержень тұрақтылығын тексереді (16-сурет) ([1]183б.8.8-сурет).

s_y = (4.17)

Мұнда, с – коэффициент, (4.11) [1] бойынша анықталады.

(4.18)

және коэффициенттер 12 [2] немесе 11 [1] қосышмалары бойынша анықталады; - 7 [1] немесе 9а [2] қосымшалары бойынша.

16-сурет. Бойлық иілім кезіндегі стержень деформациясы.

m_х^’= = қатысты эксцентритетті анықтаған кезде колоннаның қаралып отырған учаскесінің орташа үштен бір ұзындығындағы М мәні ескеріледі (17-сурет) ([1]188б.8.11-сурет).

17-сурет. Арқалықтың колоннамен түйіндесу схемасы.

Қима қанағаттанарлық таңдалған болып есептеледі, егер конструктивті міндеттерді сақтағанда ең болмаса бір кернеуді (s немесе d_у) R есептік мәндерге жақын болса (5% дейін).

Егер (4.17) формуласы бойынша s_у > R алынса, онда оны колонналар арасына кермелерді қою арқылы немесе b_n қимасының енін қысқарту арқылы қысқартады. Қиманың жоғары кернеуленуі (s_у > R) болмауы керек.

4.4.3.2. Өтпелі қималы колонналар үшін

4.4.3.2.1. Есептік ұзындықтарды анықтайды.

4.4.3.2.2. Колоннаның сыртқы (N_H) және ішкі (N_g) шыбықтарындағы максимальды күшті ориентирлі есептейді.

N_н = N^’’ (4.19)

N_в = N^’ (4.20)

Мұнда, N^’ және M^’ - қарастырылып отырған колонна қимасындағы ішкі шыбықты жүктейтін М^’ моментімен күштер комбинациялары.

N^’’ и M^’’ - сыртқы шыбықты жүктейтін моментпен күштер комбинациялары. Көлденең рама есебінде қабылданған белгілер ережесін ескере отырып (4.7-кестені қараңыз) сыртқы шыбықты (+М) жүктейді, ал ішкіні - (-М).

у1 және у2 мәндерін алдын ала N_усл = байланысты қабылдайды, есептік қималарда сыртқы шыбыққа шықса, онда у2=(0,4+0,45)h қабылдайды, егер де N_усл ішкі шыбыққа үлкен болса, онда у1=(0,4+0,45)h.

Ортақ шыбықтар үшін N_усл мәнінің бірдей немесе жақын болғанында у1=у2=0,5 қабылдайды. Қиманың ауырлық центрінің орналасуын дәл анықтау үшін 14.24 теңдігінен [1] анықтауға болады.

4.4.3.2.3. Центрлі-сығылатын элементтерге арналғандай колонна шыбықтары қимасының қажетті ауданын анықтайды.

A A (4.21)

где значения и предварительно принимают в пределах 0,7-0,9.

4.4.3.2.4. Шыбықтар қимасын металл сортаментін, алынған А_В мәнін және конструктивті міндеттемелерді ескере отырып құрастырады (коспоновкалайды).

(4.22)

4.4.3.2.5. Қиманың ауырлық центрінің орналасуын анықтайды (өлшемдері у1, н2, н0), құрама қиманың геометриялық мінездемесін анықтайды.

J_i (J_i + А_i·у_i²); r_i = ;

4.4.3.2.6. (4.19, 4.20) формулалары бойынша у1 және у2 мәндерін анықтағанын ескере отырып колонна шыбықтарындағы күштерді табады.

4.4.3.2.7. Рама жазықтығындағы және перпендикулярлы рама жазықтығындағы шыбықтардың (сыртқы және ішкі) тұрақтылығын тексереді:

s_xi = (4.23)

s_yi = (4.24)

(4.23, 4.24) қандай да бір ереже орындалмай жатса, онда А_В көбейту қажет немесе сәйкес оське қатысты шыбықтың бос ұзындығын (l_i) қысқарту керек.

Рама жазықтығында шыбықтың бос ұзындығы қосымша бағандарды кіргізгенде роскостың иілу бұрышын өзгерткенде қысқарады. рама жазықтығынан колонналар арасына тіректерді қоюмен жетеді. Ыңғайлылықты қамтамасыз ету үшін колонналар дайындаған кезде оның қимасының енін (в) екі шыбықтар үшін бірдей етіп қабылдайды.

4.4.3.2.8. күштерден колонна шыбықтарының бойлық сығылуынан және Q немесе Q_усл көлденең күштерінен туындайтын осьтік күштердің қабылдауына жұмыс істейтін тордың қиғаш тіректерінің қимасын таңдау [1] 187б.

Күш 4.7 кестесі бойынша анықталады, ал Q_усл 8.2 кестесі [1] бойынша.

4.4.3.2.9. Рама жазықтығындағы колонна тұрақтылығын әр шыбықтағы көбірек сығылудан өтпелі қима стерженінің центрден емес сығылған біртұтас ретінде тексереді:

s_x = (4.25)

Мұнда, N_i - қарастырылып отырған қимадағы есептік күш, ал j_x, b_n 9 қосымшасы [1] немесе 7.4, 7.5 кестесі [3] параметрлер мәніне байланысты анықталады, m_x = ;

= (4.26)

Мұнда, у_с – х-х осіне көбірек сығылған шыбықтың осіне дейінгі аралық;

= ; А_bp =?_н +?_в - колонна қимасының ауданы.

J_х - х-х осіне қатысты қима инерция моменті (18-сурет) ([1]180б.8.2; 8.3-сурет).

18-сурет. Тұтас стерженьдердің ашық және тұйықталған қималары.

- келтірілген өтпелі колоннаның иілгіштігі 8.16формуласы [1] бойынша немесе 7 кестесі [3] бойынша анықталады.

Колонна тұрақтылығы, рама жазықтығынан біртұтас стержень ретінде тексерілмейді, өйткені ол күштермен қамтамасыз етіледі.

4.4.4. Колонна базасын жобалау.

База белгілеуі айтылады және оның конструкциясын (тірек плитасын, траверс, қырлар және диафрагмалар) анықтайтын факторлар аталып өтіледі.

Содан кейін база есебі және компоновкасы жүргізіледі.

4.4.4.1. Қалың беттік және әмбебап болаттың стандартты өлшемдерін [1] 543б. ескере отырып тірек плитасының енін В_ПЛ қабылдайды.

Траверс бетінің қалыңдағын 10-16мм, ал плитаның бос (еркін) қалқа – 50-100мм аралығында (19-сурет) ([12]201б.6.16-сурет).

19-сурет. Тұтас центрден емес сығылған колоннаның базасы.

4.4.4.2. Плитаның ұзындығын L_пл (4.27) формула бойынша анықтайды тұтас колонналар үшін және (4.28) формуласы бойынша бөлетін базалы өтпелі колонналар үшін.

(4.27)

(4.28)

Мұндағы, где,

R_пр - - осьтік сығылуға іргетас бетонының есептік кедергісі (СниП П-21-75 бойынша қабылданады);

А_ф, А_пл - - іргетас пен плита ауданы.

4.4.4.3. В_ПЛ және L_ПЛ түпкілікті өлшемдері қабылданады. Колонна немесе шыбық қимасының ауырлық центріне қатысты плиталар симметриялы орналасады.

4.4.4.4. (4.27, 4.28) формулаларын пайдаланып плита астындағы іргетас бетонындағы қысым эпюрасының мәнін есептейді.

4.4.4.5. Колонна қимасының элементтерімен, траверс шыбықтарымен, қырларымен, диафрагмалармен шектелген участоктердің шегіндегі плитадағы иілуші моменттер анықталады.

1 консольді участок үшін

(4.29)

Екі және үш жағына қадалған 2 участок үшін

(4.30)

мәні 4.9 кестесі бйынша анықталады.

(b /а₁ 0,5) коэффициент мәні

4.9.кесте

b /а1	0,5	0,7	0,9	1,0	1,2	1,4	2,0	2-ден көп
	0,06	0,088	0,107	0,112	0,12	0,126	0,132	0,133

b /а₁ < 0,5 болғанда 2 участогі үшін иілуші момент

b/a>=1 болғанда 4 жағына қадалған 3 участок үшін

(4.31)

коэффициент 4.10 кестесі бойынша анықталады.

4.10 кесте

коэффициент мәні

	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2-ден көп
	0,048	0,063	0,075	0,036	0,094	0,1	0,125

4.4.4.6. Тірек плитасының қалыңдығын анықтайды.

t_пл (4.32)

Мұндағы М_макс (4.32) (4.29-4.31) формуласынан есептелген М_пл үлкенінен қабылданады, ал R_пл t_пл –ға байланысты.

Плита қалыңдығы 20-40мм болып қабылданады, ал кейде одан да көп.

4.4.4.7. Траверс, диафрагма шыбықтарын, қаттылық қырын колоннағы жабыстыратын пісірілген жіктердың көтергіштік қасиетін тексереді.

Траверстің бір шыбығын бекіту үшін жіктің суммарлы ұзындығы

(4.33)

Мұнда, жік қалыңдығы траверс қалыңдығынан 1-1,2 көп емес етіп қабылдайды (t_тр), n_m – жік саны.

Тұтас қималы колонналар үшін бұрыштық жіктер с-с қимасындағы майысу мен көлденең күштен болатын бірдей әсер ететін қысымға тексеріледі.

(4.34)

Ал түйісті жіктер – келтірілген қысым

(4.35)

4.34 және 4.35 формулаларын қолдану арқылы тірек плитасын бекітетін қырлар, диафрагма тексеріледі.

4.4.4.8. Колоннаның іргетаста қысылуын қамтамасыз ететін анкерлі болттарды есептейді.

Мұнда анкерлі болттардағы күштер (z_а) максимальды мәнді қабылдайтын n<1 күштердегі (N_min және M_соств немесе M_max және N_сост) арнайы комбинациялар ескеріледі.

z_а = (4.36)

мұнда, а және у – бетондағы қысым тірегінің сығылған зонасының ауырлық центрінен сәйкесінше созылған зонада орналасқан колонна осіне дейінгі және анкерлі болттардың осіне дейінгі ара қашықтық.

бір болттың қимасының ауданы оны резбасынан босату есебімен есептелінеді

(4.37)

Мұнда, n_a - созылған зонадағы болттар саны;

R_ba – анкерлі болттардың есептік материалдар кедергісі.

Дата добавления: 2015-07-15