Исходные данные (стр. 5 )

где j = 0,785 – коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых элементов

Требуемый радиус инерции относительно материальной оси x-x

= 113 мм

где l = 60 £ 120 – гибкость колонны

I №30а II, y = 436 см4, ix = 12,5 см, iI, y = 2,95 см, A = 49,9 см2, bI = 145 мм, hI = 300 мм

Гибкость стержня относительно оси x-x

= 54

Проверка устойчивости колонны относительно оси x-x

=> 24,4 £ 27 кН/см2

где jx = 0,836 – коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых элементов

Ab = 2A = 99,8 см2 – площадь сечения колонны

Недонапряжение

= 9,6% < 5%

Данное недонапряжение невозможно уменьшить в пределах сортамента прокатных профилей

Требуемая гибкость относительно свободной оси y-y

= 36

где l1 = 40 – гибкость отдельной ветви колонны на свободном участке между планками при изгибе ее в плоскости, перпендикулярной оси 1-1

Требуемый радиус инерции

= 188 мм

Требуемая ширина сечения колонны

= 362 мм

где a2 = 0,52 – коэффициент, зависящий от размеров раскосной решетки для двух

Ширина колонны кратна 50 мм и принимается b = 400 мм, обеспечивая необходимый зазор b’ между полками ветвей (b ³ bI+100)

Расчетная длина ветви в сварной колонне

= 1180 мм

Ширина планок bs = 0,8b = 320 мм при условии, что расстояние между центрами тяжести планок по длине колонны кратно 100 мм (l = lв+bs = 1500 мм)

Толщина планок принимается ts = 0,06bs = 20 мм

Момент инерции планки относительно собственной оси x’-x’

= 5461,3 см4

Момент инерции сечения относительно свободной оси y-y

= 39505 см4

где z0 = 0,325 см – расстояние от оси y-y до наружной грани стенки

Радиус инерции сечения относительно оси y-y

= 199 мм

Гибкость стержня относительно оси y-y

= 34

Расстояние между осями ветвей колонны

= 394 мм

Поскольку => 48 ³ 5, то приведенная гибкость стержня относительно оси y-y

= 53

Проверка устойчивости колонны относительно свободной оси y-y

=> 24,4 £ 27 кН/см2

где jef = 0,836 – коэффициент продольного изгиба

Выбор типа сечения колонны

Для дальнейшего расчета принимаем колонну сквозного сечения

c.  Расчет планок

Условная поперечная сила

= 27,3 кН

Условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани

= 13,7 кН

Сила, срезывающая планку

= 52,2 кН

Момент, изгибающий планку в ее плоскости

= 1027,5 кНсм

Момент сопротивления поперечного сечения планки

= 341 см3

Проверка напряжения в планке от изгиба

=> 3 £ 27 кН/см2

Катет шва, прикрепляющего планку к ветвям колонны, определяется по наибольшему значению

= 5 мм

= 4 мм

где bf = 0,7 и bz = 1 – коэффициенты, принимаемые для полуавтоматической сварки

lw = bs-10 = 310 мм – расчетная длина углового шва при наличии только вертикальных швов

Окончательно катет шва kf = 6 мм

d.  Расчет оголовка колонны

Конструктивные размеры опорной плиты

bpl = b+30 мм

lpl = hI+30 мм

tpl = 20..25 мм

Длина сминаемой поверхности

= 350 мм

где bp = 240 мм – ширина опорного ребра главной балки

tpl = 25 мм – толщина опорной плиты

Требуемая толщина ребра оголовка

= 16 мм

Требуемая длина сварных швов, прикрепляющих ребро оголовка к ветвям колонны

· при расчете по металлу шва

= 190 мм

· при расчете по металлу границы сплавления

= 155 мм

где bf = 0,7 и bz 1 = – коэффициенты, принимаемые для полуавтоматической сварки

kf £ 1,2tmin = 19,2 мм – катет шва (19 мм)

tmin = tr – наименьшая из толщин соединяемых элементов

Высота ребра оголовка принимается равной 420 мм из условия lw, min £ hr £ lw, max, где lw, max = 85bfkf = 1130,5 мм – наибольшая длина флангового шва

Проверка ребра оголовка на срез

=> 15 £ 15,66 кН/см2

e.  Расчет базы колонны

Требуемая площадь опорной плиты из условия смятия бетона под плитой

= 3341 см2

где Rb, loc = 1,5Rbgb9 = 6,1 МПа – расчетное сопротивление бетона при местном сжатии

Rb = 4,5 МПа – расчетное сопротивление сжатию бетона

gb9 = 0,9 – коэффициент условий работы бетона

Ширина плиты

= 43 см

где ts = 15 мм – толщина траверсы

c = 50 мм – свес плиты

Требуемая длина плиты

= 77,7 см

Длина плиты кратна 10 мм и принимается Lpl = b+2b1 = 780 мм, где b1 = 190 мм ³ 50 мм – свес плиты

Размеры фундамента в плане

Lf = Lpl+20 см

Bf = Bpl+20 см

Площадь опорной плиты

= 3354 см2

Работа опорной плиты на изгиб от равномерной нагрузки

= 0,6 кН/см2

Площадь верхнего обреза фундамента

= 6174 см2

Проверка условия прочности фундамента

=> 0,61 ³ 0,6 кН/см2

где a = 1 – для бетона класса ниже В25

Изгибающие моменты, действующие на полосе шириной d = 1 см

· при опирании на три канта (участок 1)

= 40 кН

где b = 0,074 – коэффициент для расчета на изгиб плит, опертых на три или два канта

a = hI = 300 мм – расстояние между кромками ветвей траверсы

· при опрании на четыре канта (участок 2)

= 37 кН

где a = 0,069 – коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны к более короткой (b2/a = 1,29)

· на консольном участке (участок 3)

= 7,5 кН

Требуемый момент сопротивления полочки плиты

= 1,5 см3

где Mmax = 40 кН – наибольший изгибающий момент, действующий на полосе

Требуемая толщина плиты

= 30 мм

Толщина плиты назначается tpl = 30 мм

Требуемая длина сварных швов, через которые передается усилие стержня колонны на траверсу

· при расчете по металлу шва

= 243 мм

· при расчете по металлу границы сплавления

= 199 мм

где n = 4 – число учитываемых швов, которые удобно варить

bf = 0,7 и bz = 1 – коэффициенты, принимаемые для полуавтоматической сварки

kf £ 1,2ts = 18 мм – катет шва (15 мм)

Высота траверсы принимается равной 500 мм из условия lw, min £ hs £ lw, max, где lw, max = 85bfkf = 893 мм – наибольшая длина флангового шва

Требуемый катет шва, прикрепляющего ветви траверсы к опорной плите полуавтоматической сваркой

= 6 мм

= 5 мм

где Slw = 2[(Lpl-1)+2(b1-1)] = 226 см – суммарная длина швов с учетом на непровар

Окончательно катет шва принимается kf = 8 мм

Приварка торца колонны к плите выполняется конструктивными швами kf = 7 мм

Диаметр анкерных болтов при шарнирном сопряжении конструктивно принимается 20 мм