Проверка устойчивости колонны относительно свободной оси Y-Y.

 

.

 

λ= .

Приведенная гибкость относительно свободной оси Y-Y:

 При этом следовательно, устойчивость относительно оси Y-Y можно не проверять так как 𝜑_y> 𝜑_x, а

 

7.3. Расчет соединительных планок

7.3.1 Установление размеров планок

 

a = (0,5 - 0,75) b_к = 30 – 45 см. Принимаем а = 35 см.

Длина планки b_s принимается такой, чтобы края планки заходили на полки двутавра на 30 - 40 мм: b_s = d + 2*(3-4) = 28,2 см.

 Чтобы избежать выпучивания, должны быть удовлетворены условия:

Принимаем t = 1,2 см.

Требуемое расстояние между планками в свету вычисляется по принятой ранее гибкости ветви :

Окончательное расстояние между планками устанавливается при конструировании стержня колонны, оно должно быть равно или менее .

Требуемое расстояние между осями планок:

Проверяем п. 7.2.3. с учетом уже известных размеров планок по формуле 12 [1]:

так как   следовательно, устойчивость относительно оси Y-Y можно не проверять так как 𝜑_y> 𝜑_x.l_x = l_y.

7.3.2 Определение усилий в планках

 

Планки рассчитываются на условную фиктивную поперечную силу по формуле 18 [1]:

.

По п. 7. 2. 7. [1] поперечная сила  при наличии только соединительных планок распределяется поровну между планками, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси колонны, т.е. поперечная сила, приходящаяся на одну планку равна:

Сила, срезывающая одну планку по формуле (19) [1]:

 Момент, изгибающий планку в ее плоскости, по формуле (20) [1]:

7.3.3 Проверка прочности приварки планок

 

Предусматриваем использование ручной сварки при изготовлении колонны. Принимаем, что планки прикрепляются к полкам двутавра угловыми швами с высотой катета k_f = 6 мм < t = 12 мм c заводской швов за торец на 20 мм.

Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления:

По табл. Г.1. [1] принимаем сталь С245, электроды марки Э46 (ГОСТ 9467).

β_f = 0,7; β_z=1,0 (табл. 39 [1]);

R_wf=2040 кг/см² (табл. Г.2. [1]);

R_wz=0,45R_un=0,45*3773 = 1698 кг/см², где временное сопротивление R_un принято по табл. В.5. [1] для стали С245 и проката толщины 11-20 мм.

Проверяем условие, приведенное в пункте 14.1.8 [1] для ручной сварки:

1867,8<

Так как условие выполняется, расчет следует производить только по металлу шва.

Напряжения в шве (в расчете учитываются только вертикальные швы):

;

;

Окончательно принимаем k_f = 6 мм. Прочность самих планок заведомо обеспечена, т.к. толщина планки превышает величину k_f. Используем определенные здесь характеристики швов для расчета базы и оголовка.

Расчет базы

 

7.4.1 Определение размеров плиты в плане

 

Сначала необходимо определить расчетное сопротивление смятию бетона фундамента:  

где:  площадь верхнего обреза фундамента;

 площадь плиты (вначале расчета можно приближенно принять

); призменная прочность (для бетона класса В12,5  

Таким образом,

Требуемая площадь плиты:

Ширина плиты принимается конструктивно (см. рис. 20):

 

 где с=4,2

Требуемая длина плиты:

Требуемая длина плиты из конструктивных соображений:

где величина " a " принимается 100-200 мм, для размещения "плавающей" шайбы под гайки фундаментных болтов. Принимаем ( и кратна 1 см).

7.4.2 Определение толщины в плане

 

Рис. 19. Конструкция базы колонны

Плита работает на изгиб как пластинка, опертая на траверсы и торец стержня и нагруженная равномерно распределенным (условно) реактивным давлением фундамента: .

Определим максимальные моменты для отдельных участков плиты (полосы шириной 1 см) по табл. 3[4] с учетом ручной сварки при производстве сварных швов. 

 I участок.

Плита работает как пластинка, опертая по контуру:

 где  - коэффициент, зависящий от отношения более длиннойстороны к более короткой.

В данномслучае:

II участок.

Плита работает как пластинка, опертая по 3 сторонам.

где - коэффициент, зависящий от отношения закрепленной стороны к незакрепленной

В данномслучае:

III участок. Плита работает как консоль.

Принимаем для плиты по прил. В [1] группу конструкций 3, по табл. B.1 с учетом толщины проката t=20-30 мм принимаем сталь С245 с R_y=2300  (табл. B.5 [1]).

Требуемая толщина плиты:

Так как толщина превышает 3 см, введем дополнительное ребро на участке 1.

Тогда для участка 1:

Плита работает как пластинка, опертая по контуру:

В данном случае:

Принимаем

Расчет траверсы

 

Предусматриваем использование ручной сварки при изготовлении колонны. По табл. Г.1 [1] принимаем сталь С245 и электроды Э46 (ГОСТ 9467).

(по табл. Г.2 [1])

 (по табл. 39 [1])

(  

 

Так как условие выполняется, расчет следует производить только по металлу шва.

Требуемая высота траверсы определяется необходимой длиной каждого из четырех швов, соединяющих ее с ветвями колонны.

 При k_f = 0,9 см < min (0,9t_f; 1,2t_трав) =1,20 см.

Принимаем h_трав=30 см    (кратно 1 см и не меньше ). 

Произведем приближенную проверку траверсы по прочности.

Нагрузка на единицу длины одного листа траверсы:

Изгибающий момент и поперечная сила в месте приварки к колонне:

Момент сопротивления сечения листа:

Проверка прочности:

σ =