Расчет центрально-сжатой колонны по оси Б.
РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ.
В данном разделе представлены расчеты следующих конструкций:
- расчет прогонов;
- расчет колонн;
- расчет балки покрытия.
Для расчета этих конструкций были собраны данные о материалах и произведен сбор нагрузок.
Расчет прогонов.
Рис. 1. Схема балочной клетки нормального типа (монтажная схема)
Сбор нагрузок.
![]() |
Рис. 2 . Расчетная схема прогона
Нагрузка от покрытия Таблица 2
Тип и конструкция покрытия | Нормативная нагрузка, gн, кг/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке, f | Расчетная нагрузка, g, кг/м2 |
постоянная | |||
кровельные панель ПКБ-100 | 25,7 | 1,2 | 30,84 |
временная | |||
снеговая | 1,2*1,13 | 433,92 | |
Итого: | 385,1 | 464,76 |
3.1.2. Нормативная погона равномерно-распределенная нагрузка на балку.
3.1.3. Расчетная погонная равномерно-распределенная нагрузка на балку.
3.1.4. Расчетный максимальный изгибающий момент в середине пролета.
3.1.5. Расчетная поперечная сила на опоре.
3.1.6. Рассчитываемая конструкция относится (по СНиП II-23-81*) ко 2-ой группе, класс стали С4 – малоуглеродистая сталь.
Марка стали – ВСт3пс6
3.1.7. Минимальное значение требуемого момента сопротивления балки.
3.1.8. По сортаменту подбираем номер прокатного швеллера из условия
Номер прокатного профиля №20
3.1.9. Проверяем прочность сечения балки:
По нормальным напряжениям при изгибе:
проверка выполнена, где при
- коэффициент, учитывающий собственную массу прогона (табл. 4, прил. 2).
По касательным напряжениям
- коэффициент условий работы (табл. 6 [1]).
3.1.10. Проверка жесткости балки (II предельное состояние)
модуль упругости стали
Расчет главной балки.
Рис. 3. Расчетная схема главной балки
Сбор нагрузок.
Нагрузка от покрытия Таблица 3
Тип и конструкция покрытия | Нормативная нагрузка, gн, кг/м | Коэффициент надежности по нагрузке, f | Расчетная нагрузка, g, кг/м |
постоянная | |||
кровельные панель ПКБ-100 | 41,12 | 1,2 | 49,44 |
временная | |||
снеговая | 1,2*1,13 | 694,3 | |
Итого: | 553,12 | 743,74 |
Нагрузка от фонаря Таблица 4
Тип и конструкция покрытия | Нормативная погонная нагрузка, gн, кг/м | Коэффициент надежности по нагрузке, f | Расчетная погоннаянагрузка, g, кг/м |
постоянная | |||
Профлист С10-1000 | 7,52 | 1,2 | 9,1 |
Мин.вата м-250 | 45,6 | 1,1 | 50,16 |
Каркас из уголков | 1,2 | 25,2 | |
временная | |||
снеговая | 1,2*1,13 | 694,272 | |
Итого: | 459,22 | 778,74 |
Реакция опор на главной балке на опоре A Rа=77.71 кН, на опоре B Rb=94.08 кН, сосредоточенная нагрузка от прогонов F=18.59кН, от фонаря F=19.48кН
Расчетная схема имеет девять силовых участков.
1 участок: 0 < z1 < 1,4. Начало координат выбираем в крайней левой точке А. Рассмотрим равновесие отсеченной части балки (рис. 3.10).
В сечении возникают внутренние усилия:
поперечная сила
Q = F-A
Q =55.51 кН
и изгибающий момент
Mx = -F* z1+Ra * z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.4 Mx = 77.71
2 участок: 0 < z1 < 1,6.
Q = F-A+F
Q =36.92 кН
Mx = -F* (1,4+ z1)+Ra *(1,4+ z1)-1,4-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 136.78кН/м
3 участок: 0 < z1 < 1,6.
Q = F-A+F+F
Q =18.33 кН
Mx = -F* (3+ z1)+Ra *(3+ z1) - F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 165.69 кН/м
4 участок: 0 < z1 < 1,6.
Q = F-A+F+F+F
Q =-0.26 кН
Mx = -F* (4.6+ z1)+Ra *(4.6+ z1) - F*(3,2+z1)- F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 166.11 кН/м
5 участок: 0 < z1 < 1,6.
Q = F-A+F+F+F+F
Q =-37.44 кН
Mx = -F* (6.2+ z1)+Ra *(6.2+ z1)-F*(4.8+z1)- F*(3,2+z1)- F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 135.53 кН/м
6 участок: 0 < z1 < 1,6.
Q = F-A+F+F+F+F+F
Q =-56.03 кН
Mx = -F* (7.8+ z1)+Ra *(7.8+ z1)- F*(6,4+z1) - F*(4.8+z1)- F*(3,2+z1)- F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 75.62 кН/м
7 участок: 0 < z1 < 1,6.
Q = F-A+F+F+F+F+F+F
Q =19.48 кН
Mx = -F* (9.4+ z1)+Ra *(9.4+ z1) - F*(8+z1)- F*(6,4+z1) - F*(4.8+z1)- F*(3,2+z1)- F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = -14.03 кН/м
8 участок: Начало координат выбираем в крайней левой точке А. 0 < z1 <0,72.
Q =F
Q = 19.48 кН
Mx = -F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 0.72 Mx =-14.03
9 участок:
Q =0
Mx = 0
3.2.2. Расчетный максимальный изгибающий момент равен
Mx = 166.11 кН/м
3.2.3 Расчетная поперечная сила на опоре.
Q =56.03 кН
3.2.4. Рассчитываемая конструкция относится (по СНиП II-23-81*) к0 2-ой группе, класс стали С255 – малоуглеродистая сталь.
Марка стали – ВСт3пс6
3.2.5 Минимальное значение требуемого момента сопротивления балки.
3.2.6. По сортаменту подбираем номер прокатного швеллера из условия
Номер прокатного профиля №40Ш3
3.2.7. Проверяем прочность сечения:
По нормальным напряжениям при изгибе:
проверка выполнена, где при
- коэффициент, учитывающий собственную массу прогона (табл. 4, прил. 2).
По касательным напряжениям
- коэффициент условий работы (табл. 6 [1]).
3.2.8. Проверка жесткости балки (II предельное состояние)
модуль упругости стали
Расчет центрально-сжатой колонны по оси Б.
3.3.1. Геометрическая длина колонны
- отметка верха настила;
- высота балки настила;
- высота главной балки;
- заглубление базы колонны;
3.3.2. Расчетные длины колонны:
- коэффициенты приведения геометрической длины к расчетной, зависящие от условий закрепления оголовка и базы колонны (по табл. 71, а [1])
3.3.3. Продольная сила, действующая в колонне
1.3.4.По таблице 50* [1] определяем, что рассчитываемая конструкция относится к классу С235 ВСт3кп2 с
3.3.5. Требуемая площадь сечения стержня колонны;
3.3.6. Стержень сплошногосечения.
а) По сортаменту подбираем номер профиля ветви конструктивно
Возьмем профиль №25К1
Определяем гибкость стержня колонны относительно материальной оси.
- по сортаменту для профиля №25К1
По табл. 72 [1] определяем коэффициент продольного изгиба
б) Проверяем устойчивость стержня колонны относительно материальной оси
3.3.7. Расчет базы колонны.
а) Определяем высоту траверсы из условия работы на срез сварных швов:
- по металлу шва
- по металлу границы сплавления
Конструктивно примем высоту =25см
б) Опорную плиту принимаем квадратной в плане.
конструктивно примем 55см
в) Определяем ширину плиты конструктивно
конструктивно примем 55см
-высота ветви( из сортамента, профиль №25К1)
- высота траверсы(принимается 10-14 мм)
с – свес плиты(принимается 10-15 см)
г) Определяем напряжение под опорной плитой базы
к) Вычисляем изгибающий момент участке опорной плиты для определения ее толщины:
Расстояние от центра тяжести трапеции до кромки полки колонны
Изгибающий момент по кромке полки колонны
л) Определяем толщину опорной плиты
Ребра жесткости не требуются.
3.3.8 Расчет анкерных болтов
Усилия в анкерных болтах
Mb= 16.11 тм; Nan= 9.408 тс.
Требуемая площадь сечения одного анкерного болта
где n=2 – количество анкерных болтов с одной стороны базы;
– расчетное сопротивление анкерного (фундаментного) болта растяжению (табл. 60* [1]).
По табл. 62[1] принимаем болты d=30 мм (