Расчетно-конструктивный раздел, Расчет центрально сжатой колонны - Проектирование торгового центра в городе Вытегра
Расчет центрально сжатой колонны
Таблица 2 - Собственный вес конструкций, кг.
Вид нагрузки |
Вес конструкции, кг |
Коэф. надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85*, табл.1) |
Расчетный вес, кг |
1. Колонна L=8826 мм, двутавр N 35Ш1(ГОСТ 26020-83) |
663 |
1,2 |
795,6 |
2. плита базы колонны, листовая сталь 20x530 (ГОСТ 82-70*) |
44.1 |
1,2 |
52,92 |
3. Балка покрытия |
490 |
1,2 |
588 |
4. Балка перекрытия |
490 |
1,2 |
588 |
5. Ригель покрытия |
140.2 |
1,2 |
168,24 |
6. Ригель перекрытия |
140.2 |
1,2 |
168,24 |
Итого постоянная: |
2361 |
Таблица 3 - Нагрузка на покрытие, Па.
Вид нагрузки |
Плотность, кг/куб. м |
Расчетная толщина слоя, мм |
Формула |
Коэф. надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85*, табл.1) |
Расчетный вес слоя, Па |
Тротуарная плитка |
2350 |
30 |
P*t*10 |
1,1 |
775,5 |
Стяжка |
1600 |
40 |
P*t*10 |
1,3 |
832 |
Гидроизоляция |
1400 |
4 |
P*t*10 |
1,3 |
72,8 |
Стяжка |
1600 |
40 |
P*t*10 |
1,3 |
832 |
Керамзит |
500 |
240 |
P*t*10 |
1,3 |
1560 |
Утеплитель |
200 |
200 |
P*t*10 |
1,2 |
480 |
Железобетонная плита |
(2832/8*1,2)*10 |
(m/l*b)*10 |
1,1 |
3245 | |
Итого постоянная: |
7777,3 | ||||
Снеговая (5й район) (3,2кПа) |
Sn*1 |
1,5 |
4800 | ||
От веса людей [24,т.8.3] (4,0 кПа) |
1,3 |
5200 | |||
Итого по покрытию |
17777,3 |
Таблица 4 - Нагрузка на перекрытие, Па.
Вид нагрузки |
Плотность, кг/куб. м |
Расчетная толщина слоя, мм |
Формула |
Коэф. надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85*, табл.1) |
Расчетный вес слоя, па |
Плитка керамогранитная ГОСТ 6787-2001 толщ. 12 мм. на плиточном клее |
2700 |
19 |
P*t*10 |
1,2 |
615,6 |
Стяжка |
1600 |
30 |
P*t*10 |
1,3 |
624 |
Железобетонная плита |
(2832/8*1,2)*10 |
(m/l*b)*10 |
1,1 |
3245 | |
Итого постоянная: |
4484,6 | ||||
Временная (4,0 кПа) [24,т.8.3] |
1,3 |
5200 | |||
Итого по перекрытию |
9684,6 |
Максимально возможная нагрузка на уровне низа колонны
,кН (5)
Где - грузовая площадь.
Подбор сечения колонны
- Расчетная схема колонны
Колонна рассматривается как стойка, верхний конец которой закреплен шарнирно, а нижний конец жестко.
Расчетная длина колонны принимается равной:
,мм (6)
Где - коэффициент, зависящий от условия закрепления концов стержня колонны.
- геометрическая длина колонны с учетом заглубления подошвы фундамента ниже нулевой отметки на 0,25,
Н - 8,61м
- Предварительное назначение гибкости
Расчетная нагрузка на колонну,
Задаются значением гибкости в пределах:
- при ;
Примем.
Задаемся коэффициентом продольного изгиба по условной гибкости:
(7)
- расчетное сопротивление стали сжатию (270мПа при стали С285)
, тогда =0,412.
- Определение требуемой площади сечения и требуемых радиусов инерции
,см2(8)
Где - коэффициент условий работы конструкции (для колонн ).
Требуемые радиусы инерции:
, ,см4(9)
Где и - расчетные длины стойки в плоскостях х и y, принимаем одинаковое закрепление колонны в обеих плоскостях.
- Подбор сечения и проверка устойчивости колонны из прокатного профиля
По, , по сортаменту определяем подходящий номер двутавра типа Ш или К и выписываем его характеристики.
Подобран двутавр № 40 Ш2
Площадь сечения А=135,95; радиусы инерции.
Вычисляются фактические значения гибкостей:
и (10)
Где - предельная гибкость,
, здесь
Здесь определяется по. =0,342
Проверка устойчивости выполняется по формуле:
, (11)
Где =0,342
, условие не выполняется.
Принимаем двутавр №50Ш1
Площадь сечения А=145,52см2; радиусы инерции.
Вычисляются фактические значения гибкостей:
, здесь
Здесь определяется по. =0,378
<10%(12)
, условие выполняется двутавр выбран верно.
Окончательно выбираем двутавр №50Ш1.
Конструкция базы должна соответствовать принятому в расчетной схеме колонны закреплению ее нижнего конца.
- Определение размеров опорной плиты в плане
Требуемая площадь опорной плиты:
, см2(13)
Где - расчетное сопротивление бетона смятию, равное
, здесь (для расчета базы колонны принять
- - площадь верхнего обреза фундамента, - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (для бетона В 15 =8,5 МПа)
Размеры плиты из конструктивных требований:
;
, мм (14)
Где - толщина траверсы, принимается равной ;
- консольные свесы, =.
Принимаем плиту размерами 750 х 550 мм, АПл = 7555 = 4125 см2.
При этом должно соблюдаться условие ;
Напряжение под плитой базы:
КН/смІ > RBГ = 0,85-1,5 = 1,275кН/смІ
Определение толщины опорной плиты из условия прочности на изгиб.
Плита рассматривается как пластина, опертая на торец колонны, траверсы, ребра жесткости и нагруженная равномерно распределенным отпорным давлением бетона фундамента
.
Сталь С345 Ry=300мПа.
Изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 м:
- в пластинах, закрепленных по четырем сторонам:
М=qa2/8, кН-см (15)
Где а - короткая сторона.
КН-см
- в пластинках, закрепленных по трем сторонам:
, кН-см (16)
Где - коэффициент, в зависимости от отношения длины закрепленной стороны к длине незакрепленной стороны. 538/300= 1,79.
Примем =0,13
- на консольных участках:
, кН-см (17)
По наибольшему из найденных для различных участков плиты моментов определяют требуемую толщину плиты.
- Определяем требуемую толщину плиты.
, мм (18)
, принимаем
Устанавливаем расчетное сечение сварного соединения.
По границе сплавления: вZГWzRWz = 1.15-1-16.65 = 19.15 кН/смІ,
По металлу шва: вFГWfRWf = 1.1-1-20 = 15,05кН/смІ 22 кН/смІ
Определение высоты траверсы.
- по металлу шва
Но не более
- по металлу границы сплавления
Но не более
Где:
KFmin kF 1.2 tMin
9 kF 12принимаем kF = 1,1мм.
Применяем автоматическую сварку в лодочку при d = 3-5, тип электрода Э46, марка проволоки Св-08ГА
Rwf = 200 МПа
Rwz = 0,45-Run = 0,45-370 = 166,5 МПа
Гwf = гwz = 1,
Принимаем 150мм
Принимаем htr = 150мм
Проверка прочности траверсы
- на изгиб
, мПа (19)
Где - изгибающий момент в месте приварки траверсы к колонне, равный, здесь - погонная расчетная нагрузка на траверсу,, - ширина грузовой площади траверсы.
- момент сопротивления сечения траверсы, вычисляемый по формуле
= = 9,07кН/см
61,55 кН*м
= 0,000056 м3
, условие выполняется
- на срез
, мПа (20)
Где - поперечная сила в месте крепления траверсы в колонне,
QTr == = 107,1кН
RS=0,58Ry=0,58*300 = 174 МПа
условие выполняется.
Диаметр анкерных болтов назначается конструктивно равным:
при жестком сопряжении
Диаметр отверстий под болты выполняется в 1,5 - 2 раза больше диаметра болтов для удобства монтажа.
При свободном сопряжении балки обычно ставят на колонну сверху, что обеспечивает простоту монтажа. В этом случае оголовок колонны состоит из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны. Ребра оголовка приваривают к опорной плите и к стенке колонны.
На колонну сверху свободно опираются балки.
Ширина опорных ребер балок bР =300 мм.
На колонну, верхнюю часть, действует продольная сила N =853,31кН.
Торец колонны фрезерован.
Толщину плиты оголовка принимаем равным 25 мм.
Толщину ребер определяем из условия смятия:
, см2(21)
Для стали класса С245 RP= 46 кН/смІ.
.
Усилие N передается на колонну по длине
?Ef= bР+2tПл = 482+2-2,5 = 487 мм = 50 см.
Толщина ребра
T=AСм /?Ef =18,55/50 =3,71мм, принимаем 8мм из условия коррозии.
Высота ребра оголовка определяется требуемой длиной сварных швов. Сварка выполняется полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С.
Расчетное сопротивление металла шва RWf = 215 МПа = 21,5 кН/см2
Расчетное сопротивление металла границы сплавления RWz= 16 кН/см2
Принимаем коэффициенты: вZ = 1, вF = 0,7.
Определяем расчетное сечение соединения.
Произведение вZГWzRWz = 1-1-16 = 16 кН/смІ,
ВFГWfRWf = 0,7-1-21,5 = 15,05кН/смІ 16 кН/смІ.
Расчетным является сечение по металлу шва.
+1 см; см (22)
Принимаем высоту ребра 14 см.
Проверим подобранную толщину ребра из условия среза:
, RS = 13,5 кН/смІ,
.
Вертикальные ребра, воспринимающие нагрузку, обрамляют снизу горизонтальными ребрами для придания жесткости ребрам и укрепления от потери устойчивости стенки стержня колонны в местах передачи больших сосредоточенных нагрузок.
Опорная плита оголовка передает давление от вышележащей конструкции на ребра оголовка и служит для скрепления балок с колоннами монтажными болтами, фиксирующими проектное положение балок.
Толщина плиты принимается конструктивно 20-25 мм.
Похожие статьи
-
Выбор типа сечения стержня колонны Тип сечения стержня колонны выбирают в зависимости от действующей нагрузки. Колонны сквозного сечения из двух...
-
Подбор сечения стержня колонны с проверками общей и местной устойчивости Центрально сжатую колонну проектируем из прокатного сечения, выполненного из...
-
Конструирование оголовка проектируем для ножевого варианта опирания главной балки на опорный столик, приваренный к стенке. Присоединение столика...
-
Расчет колонны сплошного сечения Нагрузка на колонну: Расчетная схема колонны: = 1,0 Принимаем сталь Ст 285 RY =260 МПа Расчетные длины колонн:...
-
Расчет и конструирование базы колонны - Проектирование балочной клетки
Ширина опорной плиты базы колонны назначается конструктивно: В=h+2a=33+2-8=49 см, Где h - высота ветви колонны; А - свес плиты, ориентировочно...
-
Рисунок 14 Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом : 1) М = 265,3 кН*м; N = 696,7 кН*м. 1) М = -385,5 кН*м; N =1277,2 кН*м. Давление кранов...
-
Колонны прямоугольного сечения А) Надкрановая часть крайней колонны (сечение I-I) Колонна из тяжелого бетона В15 (Rв = 8.5 МПа, Rвt = 0.9 МПа, Ев = 23000...
-
Ширина нижней части колонны превышает 1м, поэтому проектируем базу раздельного типа. Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):...
-
Расчет и конструирование оголовка колонны - Расчет технологической площадки
При опирании главных балок на колонну сверху оголовок колонны состоит из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны....
-
Расчет траверсы, Расчет оголовка колонны - Металлические конструкции рабочей площадки
Рис. 9 Считаем в запас прочности, что усилие на плиту передается только через швы, прикрепляющие ствол колонны к траверсам, и не учитываем швы,...
-
Нагрузка на фундамент Рисунок 3.2 - Нагрузки на 1мІ плиты покрытия Определяю грузовую площадь, приходящуюся на колонну и фундамент от покрытия: (3.37) ;...
-
Сбор нагрузок и статический расчет Для расчета принимается центральная колонна, как максимально нагруженная. Нагрузка, действующая на колонну,...
-
Расчет ступенчатой колонны, Проектирование верхней части колонны - Одноэтажное промышленное здание
Расчетные длины верхней и нижней частей колонны: Где L1 = HН = 13,63 м - длина нижнего участка колонны; L2 = HB = 7,17 м - длина верхнего участка...
-
Расчет базы колонны - Проектирование рабочей площадки производственного здания
Конструкция крепления базы колонны (рис. 4) к фундаменту должна соответствовать принятой расчетной схеме колонны. Крепление базы колонны к фундаменту...
-
Расчетная схема Колонна принята сечением bк?hк и высотой hэт. Колонны среднего ряда рассчитывают с учетом конструктивной схемы промышленного здания...
-
Расчет сжатых элементов из бетона классов В15 ...В35 (в нашем случае В15) на действие продольной силы, приложенной с эксцентриситетом при гибкости: l0...
-
Расчетные пролеты и нагрузка на балку. Средний расчетный пролет второстепенной балки равен расстоянию между осями главных балок, крайний расчетный пролет...
-
Расчет и конструирование базы колонны - Расчет технологической площадки
База колонны предназначена для равномерного распределения сосредоточенного усилия от стержня колонны на фундамент. В данной курсовой работе выполняется...
-
Расчет колонны, Подбор сечения колонны, Расчет базы колонны - Металлические конструкции
Подбор сечения колонны Принимаем двутавровое сечение стержня колонны сваренным из трех листов (рис.3.1). Расчетная длина стержня. Расчетное усилие в...
-
Конструирование и расчет базы сквозной колонны - Рабочая площадка промышленного здания
Конструируем базу с траверсами, сопряжение колонны с фундаментом - шарнирное (рисунок 22). Рисунок 22 - База сквозной колонны Определяем размеры опорной...
-
Конструирование и расчет оголовка колонны - Рабочая площадка промышленного здания
Конструкция оголовка сквозной колонны представлена на рисунке 21. Вертикальная нагрузка N = 2537 кН. Рисунок 21 - Оголовок сквозной колонны Назначаем...
-
Исходные данные: N0II=790кH, M0II=126кН, под железобетонную колонну сечением 510Ч510. Расчет производится для г. Пермь. Назначение глубины заложения...
-
Архитектурно-конструктивное решение - Проектирование торгового центра в городе Вытегра
Здание отапливаемое, с внутренней температурой воздуха 20-30С, влажностной режим нормальный. Таблица 1 - Характеристика основных конструктивных решений...
-
Расчет опорного ребра - Расчет технологической площадки
Конец балки в месте опирания ее на колонну укрепляем опорными ребрами; т. е. вся опорная реакция передается с балки на опору через эти ребра жесткости....
-
Расчет колонны - Здания и сооружения
Колонна-это вертикальный стержень работающий на сжатие с продольным изгибом и передающий давление на фундамент. Состоит стальная колонна из трех частей:...
-
Подбор сечений подкрановой и тормозной балок и проверка их прочности Расчетные нагрузки. Вертикальная расчетная нагрузка на одно колесо крана: , ....
-
Статический расчет Продольные ребра рассматриваются как свободно опертые балки. Нагрузка на них передается непосредственно от плиты по закону...
-
Подбор сечения стержня колонны - Расчет технологической площадки
Стержень сквозной колонны состоит, из двух прокатных двутавров, соединенных между собой планками. Равноустойчивость колонны в обеих плоскостях (х-х и...
-
Расчет поперечных ребер - Проектирование производственного корпуса
Поперечные ребра проектируем с шагом. Они жестко соединены с полкой. Поперечное ребро рассчитывают как балку таврового сечения с защемленными опорами....
-
Расчет базы колонны - Расчет и конструирование балочной клетки
Базу колонны изготавливаем из Ст 285 кН/см2 Расчетная нагрузка на базу колонны: Бетон фундамента: В15 - расчетное сопротивление тяжелого бетона осевому...
-
Конструирование и расчет оголовка - Проектирование балочной клетки
Конструкция оголовка колонны должна обеспечить принятое ранее шарнирное крепление балки на опорах. Самым простым способом реализации шарнирного опирания...
-
Рассчитаем конструкцию фундамента по первой и второй группе предельных состояний. В качестве материала плиты фундамента согласно требованиям назначаем...
-
Исходные данные Грунты основания - суглинки, условное расчетное сопротивление грунта . Вес единицы объема бетона фундамента и грунта в его обрезах Высоту...
-
1. Размеры в плане: 24х27 м. 2. Шаг колонн в продольном направлении: 9 м. 3. Шаг колонн в поперечном направлении: 12 м. 4. Нормативная полезная нагрузка:...
-
Расчет плит покрытия Сбор нагрузок на покрытие Вид нагрузки Норматив - ная нагрузка, кН/м2 Коэфф. надежн. по нагр., f Расчетная нагрузка, кН/м2...
-
Данные для проектирования Грунты основания - пески пылеватые средней плотности, маловлажные. Условное расчетное сопротивление грунта: R 0 =0,31 МПа;...
-
Расчет колонны - Проектирование рабочей площадки производственного здания
Сечение сплошной колонны обычно принимают в виде широкополочного двутавра. Сквозную колонну конструируют из двух швеллеров прокатного профиля, связанных...
-
Центрально-сжатые колонны воспринимают вертикальную продольную силу, приложенную по оси колонны, поэтому все поперечное сечение колонны испытывает...
-
Исходные данные: - Размеры в плане L1 Ч L2 , м - 20,8 Ч 63 - Сетка колонн l1 Ч l2 , м - 5,2 Ч 7,0 - Временная нагрузка, Н/м2 - 7000 - Количество этажей,...
-
Расчетная длина колонны с постоянным моментом инерции в плоскости рамы определяется по формуле: Расчетные длина колонны из плоскости рамы определяется по...
Расчетно-конструктивный раздел, Расчет центрально сжатой колонны - Проектирование торгового центра в городе Вытегра