2.2 Расчетная схема колонны. 4 1 страница

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.150415.12-1. 15. ПЗ

Разраб.

Федоров

Провер.

Сапожникова

Расчет и

проектирование

колоны

Лит.

Листов

ГОУ СПО НСТ

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ 3

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 4

2.1 Определение нагрузок. 4

2.2 Расчетная схема колонны. 4

2.3 Компоновка сплошного сечения. 4

2.4 Проверка сечения на прочность и устойчивость. 6

2.5 Проверка местной устойчивости элементов сечения колонны. 7

2.6 Компоновка сквозного сечения колонны. 9

2.7 Расчет соединительных планок. 12

2.8 Конструирование оголовка колонны. 14

2.9 Конструирование базы колонны. 16

2.10 Определение веса конструкции. 21

3 КРАТКАЯ ТЕХНАЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ

Литература 25

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.150415.12-1. 15. ПЗ

1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

Колонна состоит из трех основных частей: стержня, оголовка и базы (башмака). По типу сечения колонны различают сквозные и сплошные. Сплошные состоят либо из прокатных элементов, либо из листов, соединенных на сварке или клепке. Стержень сквозных колон состоит из двух или нескольких прокатных профилей (швеллеров, двутавров или уголков), соединенных в плоскостях полок планками или решетками.

Сквозные колонны. Соединение ветвей колонны раскосами придает стержню большую жесткость, поэтому такие колонны применяют при значительных нагрузках, а также при возможных незначительных отклонениях продольной силы (не учитываемых расчетом) с оси стержня.

Прочность стержня сквозной колонны, если ее ветви ослаблены каким-либо отверстиями (например: при креплении раскосов или планок заклепками или болтами).

В прямом центрально-сжатом стержне усилий в раскосах или планках от действия внешней нагрузки не возникает. В предельном состоянии, когда продольная сила достигает критического значения, стержень может искривиться; в нем возникает изгибающий момент и, как следствие того, поперечная сила. Величина критической продольной силы зависит от геометрических размеров сечения. Так как поперечная сила возникает при условии продольного изгиба, то и называется она условной; по нормам ее величину определяют в зависимости от площади сечения стержня колонны и класса стали.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.150415.12-1. 15. ПЗ

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение нагрузок

2.1.1. Величина опорной реакции от балки перекрытия

R (A∑)=(q'L)/2,кН; (2.1)

R (A∑)=(145 12)/2=870 кН;

2.1.2. Расчетная сжимающая сила

N=2R(A∑), Кн (2.2)

N=2 870=1740 кН;

2.2 Расчетная схема колонны имеет вид

Рисунок 2.1 - Расчетная схема колонны.

Расчетная длинна стержня колонны в обоих направлениях:

Lef = lx = ly = µlc,м; (2.3)

Lef = lx = ly = 0,7 12 = 8,4м

2.3 Компоновка сплошного сечения колонны

2.3.1 Назначается тип поперечного сечения стержня колонны

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.150415.12-1. 15. ПЗ

Рисунок 2.2 - Сплошное сечение колонны

2.3.2 Назначаем гибкость стержня колонны

=70 100 при N=3000кН

Принимаем: ʎˌ=80

2.3.2 Коэффициент продольного изгиба в первом приближении:

φˌ=0,715 по таблице 1пр2[2]

2.3.3 Требуемая площадь сечения

Ad=N/φˌRyYc =,с (2.4)

где Yc=1 – коэффициент условия работы по таблице 2.2[2]

Ad = ∙1= 110,61 10,51см

2.3.4 Требуемые радиусы инерции:

ixd=iyd = Lef/ʎˌ=,см (2.5)

ixd=iyd = = = 10,5см

2.3.5 Габариты сечения

bd = iyd/ay,см; (2.6)

где аx и ay – по таблице 5.4[2]

hd = ixd/аx,см

(для Н-образного сечения аx=0,43; ay=0,24)

bd = =43,75см; hd = = 24,41см;

bf hu 24см 26см 240мм 260мм;

2.3.6 Опираясь на условия местной устойчивости (6,37),(6,38) [4]

определяются минимально допустимые толщины стенки и поясов.

t'u = h [(1,2 0,35 ) ]=,см (2.7)

(если 2 таблица 5.2[2])

t'u = h [(1,3 0,15 ) ]=,см (2.8)

(если 2), где – условная гибкость =

ƛ = 80 = 80 0,032 = 2,58;

t'u = = = 0,65см;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.150415.12-1. 15. ПЗ

t'f = =,см;

t'f = = 0,63см;

2.3.7 Окончательно назначается размеры сечения

tu = ,см; (2.9)

tu = (6 ),мм;

tu = = 0,85см 8,5мм; принимаем tu = 12мм;

tf = ,см; (2.10)

tf = (8 ,мм;

tf = = = 1,65см; принимаем tf = 18мм;

2.4 Проверка сечения на прочность и устойчивость

2.4.1 Фактическая площадь:

= hu tu 2bf tf =, ; (2.11)

= 26см 1,2см 2 24см 1,8см = 31,2см 86,4 = 117,6 ;

2.4.2 Моменты инерции:

Iy = 2 / 12 =, ; (2.12)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.150415.12-1. 15. ПЗ

Iy = = = 4147,2 ;

Ix = 2 =,

Ix = 2[ =, ;

Ix = 1757,6 16716,672 = 18474,272 ;

2.4.3 Радиусы инерции:

= =,см; (2.13)

= = = 12,5см;

= =,см; = = = 5,93см;

2.4.4 Максимальная гибкость

= / = … (2.14)

= = = 67,2 120см;

2.4.5 Коэффициент продольного изгиба

=0,785;

2.4.5 Напряжения в сечении

= 5%, ; (2.15)

𝛿= = 18,84 ;

2.5 Проверка местной устойчивости элементов сечения колонны

8,5мм 6,2мм;

1,65см 0,63см;

ƛ = ; (2.16)

ƛ = 6,72см 0,032 = 2,1504

; (2.17)

; 30,58 60,57;

; (2.18)

30,58

a = 3 ,см; (2.19)

a = 3 26см = 78см;

с размерами ,мм;

,мм; (2.20)

= 1,6мм;

,мм; (2.21)

= 2мм;

40 = 48,6мм;

при 3,2 ;

устанавливаются продольные ребра жесткости с размерами

10 ,мм; (2.22)

(10 0,85 = 8,5мм)

0,75 ,мм; (2.23)

(0,75 0,85 = 0,63мм)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.150415.12-1.ПЗ

2(0,36 0,1ƛ) ]; (2.24)

2(0,36 0,1 2,15) 31]; 13,3 17,825;

Окончательно принимается сечение

Рисунок 2.3 - Сечение

2.6 Компоновка сквозного сечения колонны

2.6.1 Назначается гибкость стержня колонны

= 70 90 при N 2000кн; (2.25)

= 80 при 1740 2000кн;

2.6.2 Требуемая площадь сечения ветви колонны:

= =,см; (2.26)

где = 0,715 по таблице 1пр. 2 [1]

= 2,2 1 = 55,30см;

2.6.3 По сортаменту подбирается необходимый номер профиля

46,5 53,8;

6,15 53,8 61,5;

Размеры и геометрические характеристики профиля:

h = 330см; = 11,7см; = 46,5 ; 410 ;

= 7980 ;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.150415.12-1. 15. ПЗ

2,97см; масса 1м,кг 36,5 12м = 438кг;

Рисунок 2.4 - Размеры профиля

2.6.4 Ширина сечения из условия ровно устойчивости колонны

b 1,3 h =,см; (2.27)

Дата добавления: 2015-08-29