Конструирование и расчет колонны

Сбор нагрузок и статический расчет

Для расчета принимается колонна К-1 как максимально нагруженная. Нагрузка, действующая на колонну, складывается из нагрузки, передаваемой главной балкой, и собственного веса колонны.

Нагрузка, передаваемая на колонну от ГБ, с учетом уточненного собственного веса ГБ определяется следующим образом:

Собственный вес 1 п.м. колонны ориентировочно принимается равным 0,4-0,8 кН/м

Высота колонны:

Вес колонны:

Продольная сила, возникающая в сечениях максимально нагруженной колонны равна:

Расчетная длина колонны постоянного сечения следует определять по таблице30 [1]:

l_ef=m´l,

где:

m- коэффициент расчетной длины, для расчетной схемы с шарнирными закреплениями вверху и внизу, m=1;

l- фактическая длина стержня колонны, l=488,3см.

l_ef=1´488,3=488,3см

Подбор сечения стержня

Колонна проектируется сквозного сечения из 2-х ветвей, выполненных из швеллеров, расположенных стенками наружу, ветви которых соединены планками.

Чтобы колонна была равноустойчивой, гибкость ее в плоскости х должна быть равна гибкости в плоскости y.

Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета на устойчивость относительно материальной оси х, т.е. с определения требуемой площади сечения в соответствии с формулой 109[1]. Первоначально задаемся j=0,5…0,7.

Определим требуемую площадь сечения колонны из условия устойчивости (п.9.2.2[1]):

По сортаменту прокатных профилей подбираем сечение из двутавра № 40К1 по ГОСТ 26020-83 с площадью A=175,9 см² и радиусом инерции i_x=17,26см.

Выполним пересчет нагрузок на колонну с учетом фактического собственного веса колонны:

Нахродим гибкость принятого сечения и условную гибкость колонны:

;

Тк  , то , согласно п.7.1.3 формула 8[1] ,находим по формуле

Где

- коэффициент;

- определяются по табл.7 [1], в зависимости от типа сечения (двутавр прокатный –тип сечения b).

Проверим действующее напряжение:

R_y´g_c=2400´1=2400кгс/см²

s<R_y´g_c, т.е. 1465,5кгс/см² 2400кгс/см² подобранное сечение удовлетворяет условию устойчивости центрально- сжатого элемента относительно оси х.

Геометрические характеристики сечения выбранного двутавра:

A=175,9см²; i_y=17,26см; i_x=10,0см; J_x=52400 см⁴; J_y=17610 см⁴; W_x=2664 см³; W_y=880см³.

Содержание:

Исходные данные для проектирования………………………………….…….2

1.Расчет настила и компоновка балочной клетки………………………….2

1.1 Расчет стального плоского настила……………………………….… ….  2

   1.2 Схема расположения элементов балочной клетки…………………….…..4

2.Расчет балки настила………………………………………………………... 5

    2.1Сбор нагрузок и статический расчет……………………………….…  5

    2.2Подбор сечения………………………………………………………….…… 6

    2.3Проверка прочности…………………………………………………….… .7

   2.4Проверка прогиба………………………………………………………….…. 7

4.Расчет и конструирование главой балки…………………………………11

4.1 Сбор нагрузок и статический расчет………………………………….…...11

4.2 Компоновка составного сечения………………………………………..…...11

4.2.1Определение размеров стенки………………………………………… 12

4.2.2Определение размеров полок…………………………………… …. 13

4.3 Проверка местной устойчивости сжатого пояса балки……………..15

4.4 Изменение сечения балки по длине……………………………………....15

4.4.1 Определение внутренних усилий…………………………………….16

4.4.2 Ширина уменьшенного пояса балки………………………………... 16

   4.5 Проверка прочности и устойчивости главной балки……………… 17

4.5.1 Проверка прочности………………………………………………… 17

4.5.2 Проверка общей устойчивости……………………………………..19

4.5.3 Проверка местной устойчивости стенки………………………… .19

4.5.4 Размеры ребер жесткости………………………………………….21

4.5.5 Расчет опорного ребра………………………………………………21

4.8 Уточнение собственного веса главной балки………………………… ..30

5. Конструирование и расчет колонны…………………………………….... 31

5.1 Сбор нагрузок и статический расчет…………………………………...31

5.2 Подбор сечения стержня………………………………………………... 31

5.3 Расчет соединительных планок……………………………………….....34

5.4 Конструирование и расчет базы колонны………………………………35

5.5 Конструирование и расчет оголовка колонны………………………….37

Федеральное агентство по образованиюГОУ ВПО

Пояснительная записка

к курсовой работе на тему:

«Расчет и конструирование элементов балочной клетки»

                                                    Тюмень, 2018

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции. Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1990.

2. СНиП 2.01.07-85. Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1987.

3. Металлические конструкции. Общий курс /Под общ.ред. Е.И. Беленя.- М.: Стройиздат, 1985.

4. Металлические конструкции. В 3 т. Т.1./Под ред. В.В. Горев.- М.: Высш. шк., 1997.

5. Учебное пособие по выполнению курсового проекта №1 «Расчёт и конструирование элементов балочной клетки» для студентов специальности ПГС и ГСХ/ А.П. Малышкин, Я.А. Пронозин, Ю.В. Наумкина- 2-е изд. перераб. и доп. – Тюмень, ТюмГАСУ, 2005.