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, g^н, кг/м²	Коэффициент надежности по нагрузке, γ_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, g^н, кг/м	Коэффициент надежности по нагрузке, γ_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, g^н, кг/м	Коэффициент надежности по нагрузке, γ_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

M_x = -F* z₁+Ra * z₁
при z₁ = 0 M_x = 0; при z₁ = 1.4 M_x = 77.71

2 участок: 0 < z₁ < 1,6.

Q = F-A+F

Q =36.92 кН

M_x = -F* (1,4+ z₁)+Ra *(1,4+ z₁)-1,4-F* z₁
при z₁ = 0 M_x = 0; при z₁ = 1.6 M_x = 136.78кН/м

3 участок: 0 < z₁ < 1,6.

Q = F-A+F+F

Q =18.33 кН

M_x = -F* (3+ z₁)+Ra *(3+ z₁) - F*(1.6+z₁)-F* z₁
при z₁ = 0 M_x = 0; при z₁ = 1.6 M_x = 165.69 кН/м

4 участок: 0 < z₁ < 1,6.

Q = F-A+F+F+F

Q =-0.26 кН

M_x = -F* (4.6+ z₁)+Ra *(4.6+ z₁) - F*(3,2+z₁)- F*(1.6+z₁)-F* z₁
при z₁ = 0 M_x = 0; при z₁ = 1.6 M_x = 166.11 кН/м

5 участок: 0 < z₁ < 1,6.

Q = F-A+F+F+F+F

Q =-37.44 кН

M_x = -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 M_x = 0; при z₁ = 1.6 M_x = 135.53 кН/м

6 участок: 0 < z₁ < 1,6.

Q = F-A+F+F+F+F+F

Q =-56.03 кН

M_x = -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 M_x = 0; при z₁ = 1.6 M_x = 75.62 кН/м

7 участок: 0 < z₁ < 1,6.

Q = F-A+F+F+F+F+F+F

Q =19.48 кН

M_x = -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 M_x = 0; при z₁ = 1.6 M_x = -14.03 кН/м

8 участок: Начало координат выбираем в крайней левой точке А. 0 < z₁ <0,72.

Q =F

Q = 19.48 кН

M_x = -F* z₁
при z₁ = 0 M_x = 0; при z₁ = 0.72 M_x =-14.03

9 участок:

Q =0

M_x = 0

3.2.2. Расчетный максимальный изгибающий момент равен

M_x = 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

M_b= 16.11 тм; N_an= 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 (