3. Колонна

3.1. Проверка несущей способности колонны с учётом имеющихся дефектов (коррозия и величина стрелы прогиба).

1-1

 
Проверка несущей способности колонны из-за коррозионного износа.

Расчётная схема колонны и её сечение.

2 двутавра №60:

Геометрические характеристики колонны с учётом коррозионного износа (Δ* = 0.85):

Площадь сечения колонны с учётом коррозии:

Момент сопротивления сечения:

Коэффициенты выбираем из таблицы для прокатных профилей.

Момент инерции сечения:

Момент инерции относительно оси «Х» с учётом коррозионного износа:

Момент инерции относительно оси «Y» с учётом коррозионного износа:

Радиус инерции сечения:

Гибкость :

Нагрузка на колонну:

Устойчивость колонны относительно оси «Х»

3.2. Проверка несущей способности колонны при изменении нагрузки на неё после реконструкции.

Нагрузка на колонну после реконструкции:

λ

Ry = 200

Ry = 240

55

0,848

0,8285

При увеличении нагрузки колонна стала не устойчивой.

Усиление колонны 1 вариант.

Изменяем узел опирания колонны на фундамент с шарнирного на жесткое.

λ

Ry = 200

Ry = 240

39

0,9093

0,8977

Колонна устойчива.

Усиление колонны 2 вариант.

Принимаем усиление колонны изменением сечения, т. е.

Швеллер №30:

Геометрические характеристики сечения:

Площадь сечения:

Момент инерции:

Радиус инерции сечения:

Гибкость относительно осей «Х» и «Y»:

;

Элементы усиления принимаем из стали класса С345, ГОСТ ,

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Определяем отношение расчётного сопротивления стали элементов усиления к расчётному сопротивлению конструкции колонны.

При осреднённое расчётное сопротивление бистального элемента определяются по формуле:

;

где ;

момент инерции для той оси, относительно которой выполняется проверка устойчивости.

;

;

Коэффициент продольного изгиба:

λ

Ry = 240

Ry = 280

61

0,7999

0,7789

Устойчивость колонны обеспечена.

Определяем коэффициент уровня начального напряжения:

Для выполнения работ по усилению требуется разгрузить колонну или временно её раскрепить.

Сварные швы, крепящие элементы усиления, рассчитываются на условную поперечную силу:

продольное усилие в составном стержне;

коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов,

Расчёт непрерывных участков шпоночных швов осуществляется на сдвигающие усилия:

наибольшая поперечная сила в пределах длины элементов усиления

статический момент элемента усиления относительно центральной оси усиленного сечения.

шаг шпоночного шва

Максимальный шаг шпоночного шва:

;

Минимальные длины участков шпоночных швов определяются:

Прикрепление элементов усиления к колонне.

коэффициент, характеризующий распределение между швами, прикрепляющими элемент усиления к основному стержню и равной доле общего усилия , относящегося к рассматриваемому шву.

Минимальная длина участков шпоночных швов:

Принимаем . Концевые участки шпоночных швов прикрепления элементов усиления к основному стержню должны обеспечивать передачу продольных усилий на элементы усиления и вовлечение их в совместную с основным стержнем работу.

Минимальные длины концевых участков определяются:

Расчётная длина сварного шва:

Принимаем

3.3 Проверка базы колонны.

Назначаем класс бетона фундамента В12,5. Расчетное сопротивление бетона смятию при коэффициенте условия работы :

Принимаем .

1)

;

2)

;

3)

По сортаменту листовой стали принимаем толщину плиты 40 мм.

Прочность:

- по металлу шва:

- по границе сплавления: