Пример 14. Подобрать сечение стержня сквозной колонны балочной площадки

Исходные данные: материал колонны – сталь класса С345, фасон мм; кН/см². Отметка верха настила 8,0 м.

Принимаем шарнирное закрепление концов колонны, как показано на рисунке 17 (коэффициент ). Отметка верха колонны равна отметке верха настила (из задания) за вычетом толщины настила , высоты балки настила и главной балки , величины выступающей части опорного ребра 2 см, равна м (рисунок 17.а).

Геометрическая длина колонны с учетом заглубления колонны ниже отметки чистого пола на 0,6 м составляет м.

Расчетная длина колонны при составляет м.

Усилие в колонне кН.

Задаемся гибкостью стержня колонны относительно материальной оси x-x (рисунок 19) . По таблице Б.5 принимаем . Требуемая площадь сечения равна

см²,

радиус инерции сечения

см.

По сортаменту (ГОСТ 8240-97) подбираем два швеллера № 36 со следующими параметрами: см²; см; см;

см⁴; см.

Проверяем устойчивость стержня колонны относительно материальной оси x-x

, по табл. Б.5 находим .

Проверка устойчивости

кН/см² <
< кН/см².

Общая устойчивость стержня колонны относительно оси x-x обеспечена.

Из условия равноустойчивости стержня колонны находим требуемую гибкость относительно свободной оси y-y, задавшись гибкостью ветви между планками относительно собственной оси 1-1 :

.

Рисунок 18 – Сечение сквозной колонны

Требуемый радиус инерции сечения стержня колонны относительно оси y-y

см.

Требуемая ширина сечения стержня колонны, состоящего из двух швеллеров, в соответствии с таблицей 2 составляет

см,

Принимаем мм, что обеспечивает необходимый зазор между полками ветвей (ширина полки швеллера № 36 по сортаменту мм) (рисунок 18):

мм > 150 мм.

Наибольшая длина ветви

см.

Принимаем расстояние между центрами планок см, что при высоте планки см [ ] дает расчетную длину ветви (в свету) см. Определяем гибкость ветви относительно собственной оси 1-1.

, по табл. Б.5 находим .

Момент инерции стержня колонны относительно свободной оси y-y

см⁴;

см;

.

Приведенная гибкость стержня колонны относительно свободной оси y-y

,

по табл. Б.5 находим .

Проверяем устойчивость стержня колонны относительно свободной оси y-y

кН/см² < кН/см²;

Общая устойчивость стержня колонны относительно свободной оси y-y обеспечена.

Устойчивость одной ветви колонны относительно оси 1-1

кН/см² < кН/см².

Расчет соединительных планок.

Принимаем высоту планок см,

толщину см.

Условная поперечная сила для расчета планок

кН.

Условная поперечная сила, приходящаяся на планки одной грани.

кН.

Усилия в планках:

кН;

кН×см.

Рисунок 19 – К расчету крепления планки

Планки привариваем к полкам швеллеров угловыми швами мм. Проверка прочности швов выполняется в точке Б на совместное действие сдвигающей силы и изгибающего момента (рисунок 19). Сварка полуавто­матическая в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С,

кН/см²,

кН/см².

Коэффициенты и берутся по таблице Б.2: , .

Проверку выполняем только по металлу шва, так как . Момент сопротивления шва (точка Б)

см³.

Напряжения от сдвигающей силы F_s составляет

кН/см²,

где см – расчетная длина шва, прикрепляющего планку.

Напряжения в точке Б от момента равны

кН/см².

Производим проверку прочности шва

кН/см² < кН/см².