Расчет и конструирование элементов центрально сжатой сквозной колонны
Подбор сечения стержня колонны центрально сжатой сквозной колонны. Конструирование и расчет базы и оголовка колонны. Конструирование и расчет элементов решетки. Расчет сварных швов, прикрепляющих траверсы к плите базы. Сечение горизонтального ребра.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 14.04.2014 |
Размер файла | 435,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Исходные данные
Колонны запроектированы стальные, на планках, из двух прокатных двутавров.
Материал конструкций колонны - С235.
Класс бетона фундамента - В7,5.
Расчетное усилие на колонну - 2108кН
Расчетная длина колонны - 10,292м
2. Расчет и конструирование элементов центрально сжатой сквозной колонны
2.1 Подбор сечения стержня колонны
Рисунок 1 - Сечение колонны
Согласно исходным данным стержень колонны проектируется из двух прокатных двутавров с параллельными гранями полок на планках.
Расчетная длина колонны: .
Расчетное усилие на колонну:
Сталь для колонны С235 , при фасонного проката.
Рисунок 2 - Конструктивная и расчетная схема колонны
2.1.1 Расчет стержня колонны относительно оси x-x
Задаемся гибкостью , при этом, при .
Требуемая площадь сечения двух двутавров по формуле:
.
Требуемый радиус инерции:
По
Проверяем двутавр 35Б2 со следующими геометрическими характеристиками: ; ; ; .
Проверим принятый двутавр на устойчивость.
Гибкость:
;
Коэффициент продольного изгиба, при и равен
Тогда получаем, что:
;
Имеем перенапряжение
что меньше 5%.
Поэтому окончательно принимаем
I 35Б2 : ; ; ; .
2.1.2 Расчет стержня колонны относительно оси y-y
Принимая и задаваясь гибкостью ветви , из формулы получаем:
.
С другой стороны:
или ;
Где ; .
Отсюда .
Принимаем .
Проверяем зазор между полками ветвей:
.
2.2 Конструирование и расчет элементов решетки
Согласно исходным данным требуется запроектировать решетку колонны на планках.
Определяем условную поперечную силу по формуле, при ; ; ; тогда:
На одну систему планок приходится: .
Высоту сечения планок назначаем: и толщину .
Расстояние между осями планок по высоте колонны:
Находим усилия и по формулам:
;
.
Принимаем сварные швы, выполняемые полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой, марки Св-08Г2С диаметром менее 1,4 мм ; катет шва , принимаем коэффициенты ;
Рисунок 3 - К расчёту планок
Расчетное сопротивление углового шва по металлу шва , по металлу границы сплавления: .
Так как , то расчет сварных швов необходимо вести по металлу шва.
Проверим сварные швы, прикрепляющие планки к ветвям колонны, по формулам:
;
;
.
Условие не выполнено.
Увеличим ширину планки до 250 мм, т.е. . Тогда изменится расстояние между осями планок:
;
возрастут усилия в сварных швах:
;
;
Изменятся напряжения:
;
;
.
Увеличим ширину планки до 280 мм, т.е. . Тогда изменится расстояние между осями планок:
;
возрастут усилия в сварных швах:
;
;
Изменятся напряжения:
;
;
В итоге напряжения в сварных швах снизились за счет увеличения их длины.
.
Вычислим следующие величины:
Условие выполнено.
2.3 Конструирование и расчет базы колонны
Принимаем класс бетона В7,5, что соответствует прочности бетона на сжатие.
Расчетное сопротивление бетона смятию:
Требуемая площадь плиты в плане:
Ширину плиты «В» назначаем конструктивно, принимая толщину траверс по , консольный свес плиты , :
Рисунок 4 - План базы колонны
Принимаем
Тогда длина плиты будет:
Полная ширина сечения колонны:
принимаем ,
Фактическая площадь плиты , что больше требуемой, равной .
Фактическое давление фундамента на плиту:
Согласно принятой конструкции плита имеет 3 участка для определения изгибающих моментов:
Участок 1 - опирание плиты на 4 канта:
Отношение большей стороны плиты к меньшей: .
Изгибающий момент:
Участок 2 - консольный:
Отношение ;
Изгибающий момент:
Участок 3 - консольный:
Изгибающий момент:
Наибольшее значение изгибающего момента получилось на участке 2.
Определяем толщину плиты по формуле:
;
- для стали С235, при листового проката.
;
Рисунок 5
При этом следует ввести диафрагму толщиной 10 мм на участке 2, чтобы уменьшить требуемую толщину плиты. Тогда отношение большей стороны плиты к меньшей
Изгибающий момент:
Получаем
Тогда получаем:
Принимаем окончательную толщину плиты .
Сварные швы, прикрепляющие траверсы к колонне, используем такие же, как и для соединения планок:
катет шва , коэффициенты ,,
, то расчет сварных швов необходимо вести по металлу шва.
Высоту траверсы тогда получим:
Принимаем .
Рисунок 6 - К расчёту траверсы колонны
Проведем расчет сварных швов, прикрепляющих траверсы к плите базы. Назначим полуавтоматическую сварку проволокой диаметром 1,4 - 2,0мм, для которой ;; .
Получаем , то расчет выполним по металлу границы сплавления.
В расчетную длину сварных швов включаются длина швов, прикрепляющих траверсы с одной стороны, а так же длины двух шагов диафрагмы:
;
;
Тогда расчетная длина швов равна:
Требуемый катет шва:
Принимаем
2.4 Конструирование и расчет оголовка колонны
Сварные швы для оголовка выполняются полуавтоматической сваркой так же, как и для базы колонны, т.е проволокой диаметром 1,4 - 2,0мм, для которой .
Получаем , то расчет выполним по металлу границы сплавления.
Высота опорного ребра оголовка:
Принимаем .
Толщину ребра находим из условия смятия торца по формуле: ;
где ; - ширина опорного ребра главной балки; .
Назначим , тогда
Расчетное сопротивление торца смятию: ;
Следовательно
Принимаем .
Рисунок 7 - Оголовок колонны
Полученная толщина ребра превосходит толщину стенки двутавра, что не рекомендуется при наложении сварных угловых швов. В пределах оголовка колонны выполнить стенку можно более толстой. Определим требуемую толщину стенки из условия среза в месте примыкания к ней опорного ребра:
; где .
Получаем:
Принимаем .
Проверим опорное ребро на срез:
колонна решетка сварной плита
Сечение горизонтального ребра принимают конструктивно, например - 200Ч10 мм.
Следует предусмотреть фрезерование верхнего торца колонны. В этом случае сварные швы, соединяющие верхнюю плиту с опорным ребром и с торцами ветвей колонны, принимаются конструктивно - .
2.5 Расчет количества планок
Длина участка колонны для размещения планок:
Расстояние между планками в свету: .
Расстояние от плиты до оси первой планки (то же от верха траверсы до оси соседней планки):
.
Принимая эти расстояния и расстояния между осями смежных планок, можно найти требуемое число планок: . Принимаем .
Тогда расстояние между планками в свету изменится.
Принимаем
3. Расчёт расхода металла на 1 м3 балочной клетки
Спецификацию металла составляем на колонну.
Таблица 1
Отпр. марка |
Сбор. Марка |
Число |
Сечение |
Длина, мм |
Масса, кг |
Примич. |
||||
т |
н |
шт. |
общ. |
марк. |
||||||
1 |
2 |
I40Б2 |
7242 |
478 |
956 |
1308 |
С235 |
|||
2 |
2 |
650 Ч 10 |
670 |
32 |
64 |
|||||
3 |
1 |
300 Ч 10 |
362 |
9 |
9 |
|||||
4 |
1 |
500 Ч 30 |
650 |
77 |
77 |
|||||
К1 |
5 |
8 |
340 Ч 10 |
370 |
10 |
80 |
||||
6 |
1 |
420 Ч 20 |
650 |
43 |
43 |
|||||
7 |
1 |
362 Ч 30 |
540 |
45 |
45 |
|||||
8 |
2 |
342 Ч 10 |
540 |
14 |
28 |
|||||
9 |
1 |
200 Ч 10 |
360 |
6 |
6 |
|||||
Итого : 3826 кг |
||||||||||
На швы 1,5% - 56 кг |
По данным спецификации стали (табл. 1) определяем расход стали на 1 м2 пола балочной клетки по формуле:
Колонна К1:
Общий расход металла на 1 м2
Список литературы
1. Металлические конструкции / Под. ред. Е.И. Беленя - 6-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1985. - 560 с.
2. Нехаев Г.А. Примеры расчёта соединений и элементов стальных конструкций. - Тула: ТулПИ, 1988. - 104 с.
3. Маршалко В.Ф., Хохлов С.В. Методические указания по выполнению курсовой работы «балочная клетка». - Тула: ТулПИ,1984. 30 с.
4. Мандриков А.П. Примеры расчётов металлических конструкций. - М.: Стройиздат, 1991. - 429 с.
5. СНиП II-23-81* Стальные конструкции. Нормы проектирования. - М: Стройиздат, 1999. - 96 с.
6. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1986. - 35 с.
7. СТО АСЧМ 20-93 Двутавры горячекатаные с параллельными гранями полок
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Компоновка балочной клетки и выбор стали. Расчет железобетонного настила. Проектирование монтажного стыка главной балки. Расчет соединения пояса со стенкой. Подбор сечения сквозной колонны. Определение высоты траверсы. Конструирование базы колонны.
курсовая работа [663,6 K], добавлен 08.12.2013Подбор сечения балок: настила, главной, составной. Проверка их прочности, жесткости, общей и местной устойчивости. Расчет и конструирование узлов, соединений. Проектирование центрально-сжатой колонны и ее нижней опорной части. Выбор стали для конструкций.
курсовая работа [221,5 K], добавлен 27.11.2015Расчет поперечной рамы, составление сочетаний нагрузок и выбор невыгодных сочетаний усилий. Подбор сечений центрально растянутых и центрально сжатых элементов. Расчетные длины колонны. Подбор сечения верхней и нижней части колонны. Расчет базы колонны.
курсовая работа [591,0 K], добавлен 28.04.2012Определение нагрузок на поперечную раму. Подбор сечения нижней части колонны и элементов фермы. Методика подбора сечений для сжатых стержней. Расчет фермы, раздельной базы сквозной колонны и сварных швов прикрепления раскосов и стоек к поясам фермы.
курсовая работа [217,4 K], добавлен 25.03.2013Расчет балочной клети нормального и усложненного типов, определение расчетных усилий в ее сечениях. Проверка местной устойчивости поясных швов и опорного ребра, подбор типа сечения стержня сквозной колонны, расчет траверса оголовка базы внутренних плит.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 03.07.2011Технико-экономическое сравнение вариантов различных типов балочной клетки: толщина настила, сечение балок настила и второстепенных балок. Проектирование сварной главной балки составного симметричного сечения. Расчет центрально-сжатой сквозной колонны.
курсовая работа [1016,9 K], добавлен 21.03.2011Расчет и конструирование балочной клетки: компоновка и выбор варианта, определение крепления настила. Подбор и проверка сечения главной балки, изменение сечения поясов. Расчет параметров и конструирование колонны, ее базы и оголовки, расчетной длины.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.08.2013Предварительный подбор сечения настила и балки. Расчет прочности по нормативному напряжению и прогибу. Конструирование стержня и оголовков колонны. Вычисление сварных швов для крепления консоли. Глубина заложения центрально-нагруженного фундамента.
контрольная работа [816,7 K], добавлен 15.02.2012Химический состав стали С345. Расчет плоского настила. Определение расчетных усилий и назначение схемы. Подбор сечения главной балки, конструирование опорного узла. Компоновка сечения сплошной колонны, расчет базы. Особенности конструирования оголовка.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.03.2013Компоновка и второстепенная балка перекрытия: подбор сечения, проверка прочности. Подбор сечения балки в виде сварного двутавра. Расчет сварных швов, прикрепляющих пояса к стене. Проверка местной устойчивости элементов колонны, размеры опорной плиты.
курсовая работа [328,0 K], добавлен 04.10.2014Компоновка балочной клетки, расчет стального настила, подбор сечений, проверки несущей способности, жесткости, общей устойчивости прокатных балок перекрытия балочной клетки. Расчет и конструирование центрально сжатой колонны, балки составного сечения.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 29.04.2015Сравнение вариантов балочной клетки. Проверка общей устойчивости балки. Проектировании центрально-сжатых колонн. Определение расчетной силы давления на фундамент с учетом веса колонны. Подбор сечения балки. Расчет сварной главной балки балочной клетки.
курсовая работа [569,4 K], добавлен 10.10.2013Силовой расчет, компоновка сечений вспомогательной и главной балок, проверка их прочности, устойчивости и деформативности. Определение поясных швов, опорных частей и узлов сопряжения конструкций. Проектирование оголовка и базы центрально-сжатой колонны.
курсовая работа [382,3 K], добавлен 03.11.2010Компоновка поперечной рамы здания. Эксцентриситет стенового ограждения верхней и нижней частей колонны. Статический расчет поперечной рамы. Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня. Конструирование базы колонны.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 03.11.2010Расчет стального настила. Компоновка балочной клетки и выбор варианта для детальной разработки. Подбор сечения главной балки, изменение ее сечения по длине. Проверка общей устойчивости балки. Конструирование и расчет планок, базы и оголовка колонны.
курсовая работа [410,6 K], добавлен 28.04.2011Компоновка и подбор сечения главной балки. Проверка и обеспечение местной устойчивости сжатого пояса и стенки балки. Вычисление поясного шва, монтажного стыка и опорного ребра сварной балки. Подбор сечения и базы сплошной центрально-сжатой колонны.
курсовая работа [227,1 K], добавлен 09.10.2012Расчет соединения листа настила с балкой настила. Подбор поперечного сечения балок. Проверка общей и местной устойчивости. Расчет соединения поясов со стенкой балки, опорного ребра главной балки, центрально сжатой колонны и соединительных планок.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 15.12.2011Расчет балочной клетки нормального типа, опирающуюся на центрально-сжатые колонны. Сбор нагрузок на покрытие производственного здания. Расчет второстепенной балки. Проверка деформативности балок. Конструирование оголовка колонны и фермы покрытия.
курсовая работа [145,3 K], добавлен 04.06.2013Методы расчёта стального настила и балки настила. Сбор нагрузок на главную балку и изменение ее сечения. Расчет соединения поясов со стенкой. Проверки местной устойчивости элементов балки. Расчет центрально сжатой колонны: сплошного и сквозного сечения.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 04.10.2010Компоновка балочной клетки. Подбор сечения балок настила. Определение массы балок настила. Проверка прочности и жесткости подобранного сечения. Расчетная схема, нагрузки, усилия. Подбор сечения центрально-сжатой колонны. Расчет поясных швов главной балки.
курсовая работа [912,0 K], добавлен 06.05.2012