Курсовой проект по строительным конструкциям. Расчет балочной клетки - файл n1.docx

приобрести
Курсовой проект по строительным конструкциям. Расчет балочной клетки
скачать (1178.8 kb.)
Доступные файлы (2):

n1.docx	1557kb.	24.03.2012 20:38	скачать
n2.cdw

n1.docx

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 ВЫБОР СХЕМЫ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ

1.1 Нормальная балочная клетка

1.2 Усложненная балочная клетка

1.2.1 Подбор сечения балки настила для УБК

1.2.2 Подбор сечения вспомогательных балок для УБК

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ

2.1 Сбор нагрузок

2.2 Выбор высоты главной балки

2.2.1 Компоновка сечения

2.3 Изменение сечения главной балки

2.4 Расчет узла сопряжения балок

2.5 Обеспечение общей устойчивости главной балки

2.6 Обеспечение местной устойчивости главной балки

2.7 Проверка местных напряжений в стенках балок

2.8 Расчет угловых сварных швов между поясом и стенкой балки

2.9 Расчет и конструирование опорного узла главной балки

2.10 Расчет и конструирование монтажного стыка главной балки

3 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТОЙ

КОЛОННЫ

3.1 Определение расчетной нагрузки

3.2 Подбор сечения колонны

3.3 Расчет соединительной решетки

3.4 Расчет и конструирование базы колонны

3.5 Расчет оголовка колонны

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Исходные данные:

Шаг колонн в продольном направлении А = 16 м

Шаг колонн в поперечном направлении В = 6,5 м

Габариты площадки в плане 4819,5 м

Отметка верха настила 8 м

Временная нормативная нагрузка кН/м²

Материал конструкций:

настила – железобетон, сталь С245

балок настила и вспомогательных – сталь С245

главных балок (сварные, клепанные) – сталь С255

колонн (сплошные, сквозные) – сталь С275

фундаментов – бетон класса В15

Допустимый относительный прогиб настила 1/150

1 ВЫБОР СХЕМЫ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ
Балочной клеткой называется система несущих балок, на которые опирается перекрытие.

Существует два вида балочной клетки:

нормальная балочная клетка (НБК);
усложненная балочная клетка.

1.1 Нормальная балочная клетка
НБК состоит из колонн, главных балок и балок настила.

Усложненная балочная клетка состоит из колонн, главных балок, вспомогательных балок и балок настила. Вспомогательные балки и балки настила прокатного профиля из двутавров. На балки настила укладывается стальной настил. Главные балки выполняются сварного сечения.

Рисунок 1 – Схема нормальной балочной клетки
Шаг балок настила м. Примем м.

Толщину стального настила для НБК определяем по формуле с учетом его деформативности:

, (1)

где - пролет настила, м;

- толщина настила;

- величина, обратная предельной деформации, ;

- приведенный модуль упругости стали с учетом поперечной деформации, кН/м²;

- временная нормативная нагрузка.

Тогда толщина настила для нормальной балочной клетки:
мм
В соответствии с ГОСТ 19903-74* ([1], табл. 26) принимаем мм.

Расчетная схема балки настила приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Расчетная схема балки

настила

Производим подбор сечения балок настила для НБК.

Нагрузку на балки настила собираем с грузовой площади, ширина которой равна шагу балок. Вес самих балок настила учитываем при помощи коэффициента равного 1,02.

Нормативная нагрузка:
, (2)

где - коэффициент, учитывающий собственный вес балки;

- вес настила, ;

- плотность стали, кН/м²;

- ширина грузовой площади, м.
кН/м
Расчетная нагрузка:
, (3)

где – коэффициент надежности по материалу для стали, ;

- коэффициент надежности по временной нагрузке, .
кН/м
Максимальный изгибающий момент:
; (4)

кН/м
Требуемый момент сопротивления балки настила из условия прочности на изгиб:
, (5)

где - расчетное сопротивление по пределу прочности, кН/см²;

- коэффициент пластичности, .
см³
По сортаменту подбираем двутавр №40 с характеристиками: см⁴, см³, вес 1 погонного метра балки настила кг/м.

Проверка жесткости (прогиба балки):
, (6)

где - относительная предельная деформация;

- модуль упругости стали, кН/см³.

Данная балка удовлетворяет требованиям деформативности.

1.2 Усложненная балочная клетка

Рисунок 3 – Схема усложненной балочной клетки
По главным балкам с шагом b = 2…4 м укладываются вспомогательные балки. Примем b = 2 м.

По вспомогательным балкам с шагом a^’ = 0,5…1,2 м устанавливаются балки настила. Примем a^’ = 0,65 м.

Толщину настила для УБК определяем по формуле с учетом его деформативности
, (7)
где - пролет настила, м.

Тогда толщина настила для усложненной балочной клетки
мм

В соответствии с ГОСТ 19903-74* ([1], табл. 26) принимаем мм.

1.2.1 Подбор сечения балки настила для УБК
Определяем нагрузки на балки настила.

Нормативная нагрузка
; (8)
кН/м
Расчетная нагрузка
; (9)
кН/м
Максимальный изгибающий момент определим по формуле (4)
кН/м
Требуемый момент сопротивления балки настила определим по формуле (5)
см³
По сортаменту подбираем двутавр № 10 с характеристиками: см⁴, см³, вес 1 погонного метра балки настила кг/м.

Проверка жесткости (прогиба) балки по формуле (6)

Данная балка удовлетворяет требованиям деформативности.
1.2.2 Подбор сечения вспомогательных балок для УБК
Определяем нагрузки на балки настила.

Нормативная нагрузка
; (10)
кН/м
Расчетная нагрузка
; (11)
кН/м
Максимальный изгибающий момент определим по формуле (4)
кН/м
Требуемый момент сопротивления балки настила определим по формуле (5)
см³
По сортаменту подбираем двутавр № 45 с характеристиками: см⁴, см³, вес 1 погонного метра балки настила кг/м.

Проверка жесткости (прогиба) балки по формуле (6)

Данная балка удовлетворяет требованиям деформативности.
1.3 Определим расход стали по вариантам
По варианту 1
; (12)
кг/м²
По варианту 2
; (13)
кг/м²
В дальнейших расчетах принимаем вариант с наименьшим расходом стали, т.е. кг/м².

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
2.1 Сбор нагрузок
Главная балка проектируется в виде сварного симметричного двутавра (рис.4).

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.4 схема главной балки.jpg$

Рисунок 4 – Расчетная схема главной балки
Определим нагрузки на главную балку.

Нормативная:
; (14)
кН/м
Расчетная:
; (15)
кН/м
Определим максимальный изгибающий момент по формуле (4):
кН/м
Определим максимальную поперечную силу:

; (16)
кН/м
Требуемый момент сопротивления балки настила определим по формуле (5):
см³
2.2 Выбор высоты главной балки
Поскольку момент сопротивления балки выходит за пределы сортамента, то сечение балки проектируем составное, сварное из трех листов.

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.5 геометрические хар-ки главной балки.jpg$

Рисунок 5 – Геометрические характеристики сечения

главной балки

Высота главной балки определяется по двум условиям:

;
.

Первое условие обеспечивает жесткость главной балки, второе условие – наименьшую материалоёмкость балки.

Минимальная высота балки:
, (17)

где - пролет главной балки;

– величина, обратная допустимому относительному прогибу главной

балки, .
см
Оптимальная высота балки из опыта проектирования:
, (18)

где - коэффициент для сварных балок, ;

- толщина стенки, предварительно принимаем см.
см
Предварительно принимаем высоту балки по максимальной величине

Задаемся толщиной поясов мм, тогда требуемая высота стенки будет:
; (19)
см
В соответствии с ГОСТ 19903-74* на листовую сталь ([1], п.2.6) принимаем высоту стенки мм. Тогда, окончательная высота балки:
; (20)
мм
2.2.1 Компоновка сечения
Определяем толщину стенки из условия прочности на срез:
, (21)

где - максимальная поперечная сила в балке;

- расчетное сопротивление стали срезу, кН/см²;

– высота стенки балки, см.
см
Предварительно мы приняли толщину стенки см, но так как при расчете на срез мы получили см, окончательно примем мм.

Определим момент инерции стенки балки:
; (22)
см⁴

Определим требуемый момент инерции для всего сечения балки:
; (23)
см⁴
Определим требуемый момент инерции поясных листов:
; (24)
см⁴
Определим требуемую площадь поясных листов:
, (25)

где – расстояние между центрами тяжести поясных листов.
;
см
Тогда
см²
Определим требуемую ширину поясных листов:
; (26)
см
Окончательно требуемую ширину пояса принимаем в соответствии с ГОСТ 19903-74* на листовую сталь ([1], п.2.8) (кратно 5 мм, при этом не меньше 180 мм) принимаем мм.

Для обеспечения устойчивости пояса должны выполняться условия:

;
,

где - свес пояса.

; (27)
мм
Тогда

;

Условия выполняются, следовательно, окончательная ширина пояса мм.

Определим геометрические характеристики принятого сечения:
; (28)
см⁴
; (29)
см³
Прочность принятого сечения:
; (30)
МПа
Условие прочности выполняется.
2.3 Изменение сечения главной балки
В целях экономии материала изменением сечения балки в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. Изменение сечения производим за счет уменьшения ширины поясов (рис. 6).

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.6 изменение сечения главной балки.jpg$
Рисунок 6 – Изменение сечения главной балки
Изменение сечения производится на расстоянии от опоры м.

Определим изгибающий момент в месте изменения сечения:
; (31)
кНм

Определим поперечную силу в этом сечении:
; (32)
кН
Требуемый момент сопротивления измененного сечения определяется с учетом прочности стыкового сварного шва.

Расчетное сопротивление шва:
; (33)
кН/см²
Требуемый момент сопротивления измененного сечения:
; (34)
см³
Определим требуемый момент инерции измененного сечения:

; (35)
см⁴
Определим требуемый момент инерции измененного пояса:
; (36)

см⁴
Определим требуемую ширину измененного пояса:
; (37)
см
Ширину листа принимаем по ГОСТ 82-70* ([2], п.2.8) .

Должны обеспечиваться два условия:

;

условие выполняется.

мм.

360 мм мм условие выполняется.
Производим проверку измененного сечения по нормальным и касательным напряжениям (рис. 7). Для этого определим геометрические характеристики этого сечения:
; (37)
см⁴
; (38)
см³

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.7 измененное сечение.jpg$
Рисунок 7 – Измененное сечение
Определим нормальные напряжения в точках А и Б:
; (39)

Условие выполняется.
; (40)

Условие выполняется.

Определим статистический момент измененного пояса относительно нейтральной оси:
; (41)
см³
Определим статический момент измененного пояса относительно нейтральной оси:
; (42)
см³
Определим касательные напряжения в точках А и Б:
, (43)

где - расчетное сопротивление срезу.

; (44)
кН/см²

Условие выполняется.
; (45)

Условие выполняется.
Приведенные напряжения проверяем в точке Б.
; (46)

23,12 кН/см² 29,325 кН/см²
Условие прочности выполняется в обоих сечениях.
2.4 Расчет узла сопряжения балок
$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.8 узел сопряжения балок.jpg$
Рисунок 8 – Узел сопряжения балок:

1 – главная балка;

2 – ребро жесткости главной балки;

3 – вспомогательная балка; 4 – балка настила;

5 – стальной настил

В целях экономии строительной высоты перекрытия стык балок осуществляют пониженным. Вспомогательные балки подвешиваем к ребрам жесткости главных балок, а балки настила опираем на верхние пояса главных и вспомогательных балок. Сопряжение балок показано на рисунке 8.

Стык производим при помощи болтов нормальной точности класса 5,6 диаметром мм, диаметр отверстий под болты мм.

Болты воспринимают реакцию, т.е. усилие, возникающее на опоре вспомогательной балки .
, (47)

где - расчетная нагрузка на вспомогательную балку (см. п.1.2.2).
кН
Расчетное сопротивление болтов на срез принимаем по [1] п.3.4 и получаем .

Расчетное сопротивление болтов на смятие принимаем по [1] п.3.5 и получаем .

Рассчитаем несущую способность одного болта на срез:
, (48)

где - коэффициент условий работы, ;

- количество плоскостей среза, .
кН
Определим несущую способность на смятие:
, (49)

где - минимальная толщина соединяемых элементов, принимается по толщине ребра равной 1 см.
кН
Количество болтов находим по минимальному значению несущей способности. кН.

Количество болтов определяется по формуле:
; (50)

Принимаем 3 болта и размещаем их по высоте балки (рис.9).
$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.9 размещение болтов.jpg$
Рисунок 9 – Схема размещения болтов

2.5 Обеспечение общей устойчивости главной балки
Общая устойчивость обеспечивается конструктивно. Для этого проверяем 2 условия.

Верхние пояса балок связываются жестким настилом, непрерывно опирающимся на балки.

В нашем случае это условие выполняется, т.к. стальной настил приварен к балкам настила, что создает жесткий диск.

Отношение расчетного пролета балки к ширине пояса не должно превышать нормативной величины.

, (51)

где - расчетный пролет главной балки при расчетах на устойчивость,

принимается равным расстоянию между балками, м;

- коэффициент упругости для сечений, работающих упруго, .

,3
Общая устойчивость балки обеспечена.

2.6 Обеспечение местной устойчивости главной балки
Местная устойчивость балки включает устойчивость стенки и поясов.

Устойчивость поясов обеспечивается нами при конструировании сечения определенным соотношением размеров.

Для обеспечения местной устойчивости стенки устанавливаются ребра жесткости. Ребра жесткости служат опорой для подвешивания вспомогательных балок. Поэтому желательно устанавливать их в местах опирания вспомогательных балок.

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.10 схема расположения ребер жесткости.jpg$
Рисунок 10 – Предварительная схема

расположения ребер жесткости
Расстояние между ребрами жесткости должно соответствовать требованиям СНиПа, где шаг ребер зависит от гибкости стенки.

Рассчитаем условную гибкость стенки:
; (52)

Два условия, которые учитываются при определении расчетного шага ребер жесткости :

, то ;
, то .

Проверяем соответствие принятого шага ребер расчетным условиям.

, то мм.

200 мм < 320 мм – дополнительные ребра жесткости не нужны и схема расстановки останется прежней.

Произведем расчет второго отсека на местную устойчивость стенки. Для этого найдем расстояние до середины второго отсека от опоры . м.

Это расстояние не совпало с местом изменения сечения ( м), поэтому изгибающий момент и поперечную силу в данном сечении вычисляем.
см³

;

кНм

;

кН

Определим нормальные напряжения:
; (53)
кН/см²
Определим касательные напряжения:
; (54)

кН/см²
Определим критические нормальные напряжения, которые возникают при потере устойчивости:
, (55)

где - коэффициент, принимаем по таблице 1 [1] в зависимости от , определяемого по формуле:
; (56)

Тогда значение коэффициента при будет равно 33,66.
кН/см²
Определим критические касательные напряжения, которые возникают при потере устойчивости:
, (57)

где – расчетное сопротивление срезу, кН/см²;

- коэффициент, равный отношению большей стороны рассматриваемого отсека к меньшей стороне, .
кН/см²

Устойчивость стенки считается обеспеченной, если соблюдается условие:

; (58)
;
- в данном отсеке условие устойчивости выполняется.
Проверку устойчивости центрального отсека произведем с учетом пластических деформаций по формуле:
, (59)

где – коэффициент условий работы конструкции, ;

- площадь пояса;

- площадь стенки.
; (60)
см²
; (61)
см²
; (62)

Тогда
5830,4
583040
Устойчивость балки в центральном отсеке обеспечена, дополнительные ребра жесткости не требуются.
2.7 Проверка местных напряжений в стенках балок
Местные напряжения возникают в стенках вспомогательных балок в сечениях, расположенных под балками настила (рис.11).

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.11 распределение местных напряжений.jpg$
Рисунок 11 – Распределение местных напряжений
Определим давление от балки настила на вспомогательную балку:
, (63)

где - расчетная нагрузка на балку настила (п. 1.2), кН/м;

- пролет балки настила, м.
кН
Определим местные напряжения:
, (64)

где - расчетная длина, на которой возникают местные напряжения;

-толщина стенки вспомогательной балки, по сортаменту мм.
, (65)

где - толщина пояса балки настила, по сортаменту мм;

- толщина пояса вспомогательной балки, по сортаменту мм.
см
кН/см²
14,73 - прочность обеспечена.
2.8 Расчет угловых сварных швов между поясом и стенкой балки
Принимаем для стали марки С255 по ГОСТ 9467-75* электроды типа Э46 ([2], табл. 3.1) с расчетным сопротивлением МПа = 20 кН/см² ([2], табл.3.2).

Для ручной сварки принимаем коэффициент сварки ([2], табл. 3.1).

Определим катет шва из формулы для определения касательных напряжений:
; (66)
см = 1,3 мм
В соответствии с ([2], п.3.9) по условию свариваемости примем катет шва мм.
2.9 Расчет и конструирование опорного узла главной балки
Опирание главной балки на колонну производится сверху на выступающие части опорных ребер (рис.12).

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.12 схема опирания главной балки на колонну.jpg$
Рисунок 12 – Схема опирания главной балки на колонну
Определим требуемую толщину опорного ребра из условия на смятие:
, (67)

где - опорная реакция в главной балке, кН;

- расчетное сопротивление смятию торцовой поверхности.
, (68)

где - нормативное сопротивление по пределу прочности ([2], п. 1.2), кН/см²;

– коэффициент надежности по материалу, .
кН/см²
см = 21мм
Окончательно принимается по сортаменту на листовую сталь, мм.

Проверим опорную часть балки на устойчивость.

В опорную часть кроме самого ребра включается участок стенки длиной S.
; (69)
см
Проверка устойчивости сводится к выполнению условия:
, (70)

где - площадь сечения условной стойки;

- коэффициент продольного изгиба.
; (71)
см²
Коэффициент продольного изгиба определяется в зависимости от и .
, (72)

где - радиус инерции сечения условной стойки.

, (73)

где - момент инерции сечения условной стойки.
; (74)
см⁴
см

При кН/см² и по п. 4.2 [2] найдем .

Тогда

Устойчивость обеспечивается.

2.10 Расчет и конструирование монтажного стыка главной балки
Стык проектируется в середине пролета балки и осуществляется при помощи 3 накладок пояса и парных накладок стенки на высокопрочных болтах.
$c:\users\4eburashka\по учебе (не бить)\7сем\строительные конструкции\болты.jpg$

Рисунок 13 – Размещение болтов на монтажном стыке

главной балки
Возьмем высокопрочные болты диаметром мм и диаметром отверстий мм. Болты выполняются из стали марки 40Х «Селект». Характер обработки газопламенный.

Определим усилие, которое выдержит один болт:
, (75)

где - расчетное сопротивление на срез, кН/см²;

– коэффициент, учитывающий работу болта, ;

- площадь сечения болта нетто, см²;

- коэффициент трения, ;

- коэффициент, учитывающий работу болта, .
кН
Определим усилие, которое может возникнуть в верхнем поясе:
; (76)
кН
Рассчитаем количество болтов с одной стороны стыка:
, (77)

где - число плоскостей трения в стыке пояса, .
18,5 шт
Определим высоту накладки:
; (78)
мм
Шаг болтов по всей высоте накладки примем мм.

Определим изгибающий момент, воспринимаемый стенкой:
; (79)
кНм
Болты в стыке расставляются вертикальными и горизонтальными рядами. Максимально загруженные болты находятся в дальних от нейтральной оси рядах (горизонтальных).

Определим максимальное усилие в наиболее загруженном болте:
, (80)

где - расстояние между наиболее удаленными от нейтральной оси

горизонтальными рядами, м;

- число вертикальных рядов болтов с каждой стороны стыка, ;

- сумма квадратов расстояний между равноудаленными от нейтральной оси горизонтальными рядами.
; (81)
м²
кН
Выполним проверку на условие прочности:
; (82)

Условие прочности выполняется.
3 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТОЙ

КОЛОННЫ
3.1 Определение расчетной нагрузки
$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.14 нагрузка на колонну.jpg$
Рисунок 14 – Действие нагрузки на колонну
Определим расчетную нагрузку на колонну:
, (83)

где - вес главной балки.
, (84)

где - площадь сечения главной балки;

- пролет главной балки, м.

; (85)
0,023 м²
кН
Тогда
кН
Определим длину колонны (рис.15):

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.15 длина колонны.jpg$
Рисунок 15 – Размеры колонны
, (86)

где - отметка верха настила, м;

- толщина настила, м;

- высота балки настила, м;

– высота главной балки, м;

- глубина защемления колонны, м.
м
Расчетная длина колонны м.
3.2 Подбор сечения колонны
Подбор сечения колонны производим по условию устойчивости:
, (87)

где кН/см²;

.
Колонну принимаем сквозного сечения, состоящую из двух ветвей двутаврового профиля (рис.16).

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\рис.16 колонна сквозного сечения.jpg$
Рисунок 16 – Колонна сквозного сечения
Определим требуемую площадь двутавра:
, (88)

где - предельное значение коэффициента продольного изгиба, .
см²

По сортаменту подбираем двутавр № 50 с см⁴, см⁴, кг/м, см², см, см, мм.
Определим гибкость колонны относительно материальной оси:
; (89)

Из условия равноустойчивости выразим требуемую гибкость относительно оси y:
, (90)

где - гибкость колонны относительно собственной оси,,

. Примем .
Откуда
; (91)

С другой стороны определяется следующим образом:
(92)
Отсюда определим требуемый радиус инерции сечения:
; (93)
см
Определим требуемую ширину сечения:
, (94)

где – коэффициент, зависящий от формы сечения, для двутаврового

сечения .
см
Принимаем ширину сечения колонны см.

Проверяем возможность размещения зазора между ветвями, которые должны быть не менее 150 мм.
; (95)

Ширина сечения устраивает.

Определяем геометрические характеристики подобранного сечения:
; (96)
см⁴
; (97)
см
По формуле (92) определим :

Проверку устойчивости производим по большей из гибкостей и :

При кН/см² и по п. 4.2 [2] найдем .

Устойчивость колонны обеспечивается.
3.3 Расчет соединительной решетки
Ветви колонны соединяем при помощи листовых планок шириной и при этом мм.
см

принимаем 200 мм
Листовые планки приварены к ветвям колонны ручной сваркой электродами Э46. Расчетное сопротивление данного электрода кН/см².

Зададим расстояние между ветвями :

; (98)
см

Принимаем см.

Тогда
; (99)
см
Толщину планки примем мм.

Определим условную поперечную силу, которая приходится на две плоскости планок:
; (100)
кН
Определим усилие, действующее на одну планку:
; (101)
кН
Определим срезающую силу:
; (102)
кН

Определим момент сопротивления:
; (103)
кНсм
Определим нормальное напряжение в сварном шве:
(104)
Для ручной сварки принимаем коэффициент сварки ([2], табл. 3.1).

В соответствии с ([2], п.3.9) по условию свариваемости примем катет шва см.
кН/см² 20 кН/см²
Определим касательное напряжение в сварном шве:
; (105)
кН/см² 20 кН/см²
Определим равнодействующее напряжение:
; (106)
кН/см² 20 кН/см²
Прочность швов обеспечивается.

3.4 Расчет и конструирование базы колонны
Так как колонна сквозная, то базу принимаем с траверсами.

Определим нагрузку на базу:
; (106)
кН

$c:\users\4eburashka\по учебе (не бить)\7сем\строительные конструкции\без имени-1.jpg$
Рисунок 17 – База колонны
Определим размеры плиты:
мм (107)
мм
Конструктивная длина плиты:
; (108)
мм
Зададимся мм.

Примем толщину траверса мм.

По номеру профиля двутавра определим мм.

Конструктивная ширина плиты:
; (109)
мм
Определим конструктивную площадь:
; (110)
мм² =4892,8 см²
Рассчитаем требуемую площадь опорной плиты:
; (111)

;

где - расчетное сопротивление фундамента, кН/см².
см²
4892,8 см² 3283,6 см²
Определим фактическое напряжение под плитой:
; (112)
кН/см²
Разбиваем плиту на участки в зависимости от их защемления и определяем моменты на этих участках:
; (113)
. Тогда .
кН
; (114)
. Тогда .
кН
; (115)
кН
В расчет принимаем самый больший момент, т.е. кН.
Определим требуемую толщину плиты:
; (116)
см
Примем мм.

Высоту траверсы принимаем из условия прочности на срез угловых сварных швов:
, (117)

где 1 – учет непровара в сварном шве, см
Для ручной сварки принимаем коэффициент сварки ([2], табл. 3.1).

В соответствии с ([2], п.3.9) по условию свариваемости примем катет шва см.
см
Примем высоты траверсы 180 см.
3.5 Расчет оголовка колонны
Эскиз оголовка колонны приводится на рисунке 18.

$c:\users\кодекс\documents\сохранение\4 курс\строительные конструкции\dscn0166.jpg$
Рисунок 18 – Оголовок колонны
Толщину ребра оголовка определим из условия смятия ребра опорной реакцией главной балки:
; (118)
, (119)
По таблице 1.2 [2] для марки стали С275 кН/см².
кН/см²
см
Примем толщину ребра оголовка мм

Высоту ребра определим по условию прочности сварных швов:
; (120)
мм
см
Примем высоту ребра мм

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Расчет конструкций балочной клетки: метод. указания к курсовому проектированию/ Л.А. Губенко, Т.А. Никитина. – Архангельск: Северный (Арктический) федеральный ун-т, 2010. – 36 с.

2 Губенко, Л.А. Справочные материалы к расчету и подбору сечений элементов металлических конструкций/ Л.А. Губенко, В.А. Катаев, Е.А. Мошникова. – Переизд. – Архангельск: С(А)ФУ, 2010. – 44 с.