Розрахунок оголовка колони

Розрахунок вузлів колони

Оголовок колони складається з опорної плити i горизонтальних та верти-кальних ребер, які підтримують плиту знизу в місці опирання опорного фланця (чи опорного ребра) крокв’яної ферми i передають навантаження на стержень колони. Висоту оголовка приймають із міркувань забезпечення жорсткості вузла

h_огол = (0,5..0,7) b,

де b - більший із генеральних розмірів перерізу колони.

Оскільки b = h_дв = 200 мм, то

h_огол = 0,6 h_дв = 0,6×200 ≈ 120 мм.

Висота оголовка колони буде складатися з товщини опорної плити, висоти вертикального ребра h_p та товщини горизонтального ребра t (рис. 6.5).

Рисунок 6.5 – Оголовок сталевої колони

Товщина опорної плити приймається конструктивно 16-30 мм. Приймаємо товщину опорної плити 20 мм (табл. Д.2 [7]).

Для забезпечення жорсткості оголовка колони вертикальні ребра підсилюють знизу конструктивними горизонтальними ребрами. Товщина горизонтального ребра t також приймається конструктивно в межах 10-20 мм. Приймаємо товщину горизонтального ребра 10 мм (табл. Д.2 [7]).

Товщина вертикального ребра визначається з умов роботи на зминання

см,

де N - найбільша поздовжня сила в перерізі 3-3, яка за таблицею розрахункових зусиль у перерізах колони при сполученні навантажень (табл. 4.8 [7]) дорівнює 54.41 кН;

b_р – ширина ребра, що задається з конструктивних міркувань і прийнята 150 мм;

γ_c – коефіцієнт умов роботи, який за табл. 6* [1] дорівнює 1;

R_p - розрахунковий опір зминанню торцевої поверхні, який згідно табл. 1* [1] визначається за формулою

R_p = R_un /γ_m = 40/1,025 = 39 кН/см²,

де R_un - нормативний тимчасовий опір листового прокату, який згідно табл. Д.1 [7] або табл. 51* [1] для сталі С285 дорівнює 39 кН/см²;

γ_m – коефіцієнт надійності за матеріалом, який згідно табл. 2* [1] дорівнює 1,025.

За даними табл. Д.2 [7] приймаємо t_p = 10 мм.

Значення висоти вертикального опорного ребра h_p отримуємо з умов кріплення вертикального ребра до колони за допомогою 4 зварювальних швів. Зварювання для всіх елементів колони приймаємо напівавтоматичне під флюсом зварювальним дротом Св-08 діаметром 2 мм. Розрахунок виконуємо за металом шва, тому що задовольняється умова

R_wf β_f = 18×0,9 = 16,2 кН/см² < R_wz β_z = 16,2×1,05 = 17,01 кН/см²,

де β_f - коефіцієнт переходу від катета шва k_f до ширини відповідної площини руйнування за металом шва, який за табл. 34* [1] дорівнює 0,9;

R_wf - розрахунковий опір металу шва за наплавленим металом, який згідно табл. 56 [1] для дроту марки Св-08 дорівнює 18 кН/см²;

β_z - коефіцієнт переходу від катета шва k_f до ширини відповідної площини руйнування за межею сплавлення, який згідно табл. 34* [1] дорівнює 1,05;

R_wz - розрахунковий опір металу шва за межею сплавлення, який згідно табл. 3 [1] визначається за формулою

R_wz = 0,45 R_un = 0,45×40 = 18 кН/см²

де R_un - нормативний тимчасовий опір сталі, який згідно табл. Д.1 [7] або табл. 51* [1] дорівнює 36 кН/см².

Визначаємо висоту опорного ребра

см, приймаємо 170 см

де N - найбільша поздовжня сила в перерізі 3-3, яка за таблицею розрахункових зусиль у перерізах колони при сполученні навантажень (табл. 4.8 [7]) дорівнює 73,82 кН;

n - кількість кутових швів, яка дорівнює 4;

k_f - катет шва, який приймаємо 4 мм (відповідно до рекомендацій п. 12.8 [1] залежно від товщини ребра t_p).

Приймаємо висоту вертикального опорного ребра 100 мм. Підсумовуємо розмір всіх величин, із яких складається оголовок колони

h_огол = 20+170+10 = 200 мм

З урахуванням вимог табл. Д.2 [7] висоту вертикального ребра приймаємо конструктивно 200 мм.

Таким чином, вузол оголовка колони відповідає всім вимогам норм проектування [1].

Дата добавления: 2015-08-31