2 Расчет колонн Расчет колонн произведен программой Norm CAD. Определение расчётных длин

Проектирование строительства завода цинкования мелкоразмерных конструкций
Рефераты >> Строительство >> Проектирование строительства завода цинкования мелкоразмерных конструкций

8.4.2 Расчет колонн

Расчет колонн произведен программой Norm CAD.

Определение расчётных длин колонн К1, К2 и К3

– длина подкрановой части колонны К1 и К2;

– длина надкрановой части колонны К1 и К2;

– длина колонны К3;

Для колонн К1 и К2 в плоскости рамы:

;

Для колонны К3 в плоскости рамы:

;

Для колонн К1 и К2 из плоскости рамы:

;

Для колонны К3 из плоскости рамы:

;

Расчет колонны К1

Исходные данные:

Геометрические размеры элемента:

- Расчетная длина элемента lefx = 2326 см;

- Расчетная длина элемента lefy = 1163 см;

- Длина элемента l = 1163 см;

Нагрузка:

- Нормальная сила N = 33,575 тс = 33,575 /0,001 = 33575 кгс;

- Изгибающий момент Mx = 9,078тс м = 9,078/0,00001 = 907800 кгс см;

- Поперечная сила на одну стенку сечения Qy = 1,8 тс = 1,8/0,001 = 1800 кгс;

Физические характеристики:

- Модуль упругости E = 2100000 кгс/см2;

Прочность:

(Вид металла - Фасонный прокат; Сталь и толщина металла - С235 ; От 2 до 20 мм;):

- Предел текучести стали Ryn = 2400 кгс/см2;

- Временное сопротивление стали разрыву Run = 3700 кгс/см2;

- Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry = 2350 кгс/см2;

- Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru = 3600 кгс/см2;

- Расчетное сопротивление стали сдвигу Rs = 1363 кгс/см2;

Коэффициенты надежности и условия работы:

- Коэффициент условия работы gc = 1 ;

- Коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению gu = 1,3 ;

Основные характеристики сечений:

(Сечение ветви - из сортамента; Характеристики сечения - Двутавры колонные с параллельными гранями полок по СТО АСЧМ 20-93; 40 К1; Сечение - одноветьевое):

Результаты расчета:

1) Расчет на прочность внецентренно-сжатых или внецетренно-растянутых элементов

Проверка условий выполнения расчета по формуле ( 49 ):

Т.к. Ry r 5900 кгс/см2 :

Непосредственное воздействие на элемент динамических нагрузок - отсутствует.

2) Расчет по п. 5.12 СНиП II-23-81

Ослабления стенки отверстиями - отсутствуют.

Площадь нетто:

An = A =186,81 см2 .

Косательные напряжения:

t = Qy Sx/(Jx t) =1800 · 1559,3/(56147 · 1,1) = 45,44467 кгс/см2 (формула (29); п. 5.12 СНиП II-23-81).

3) Продолжение расчета по п. 5.25 СНиП II-23-81

Т.к. все или некоторые из следующих условий:

t/Rs=45,44467/1363=0,03334 r 0,5 и N/(An Ry)=33575/(186,81 · 2350)=0,07648 > 0,1

- не выполнены, требуется расчет по следующим формулам СНиП II-23-81.

Расчет должен быть выполнен по формуле ( 50 ).

4) Учет ослаблений сечения

Ослабления рассматриваемого сечения - отсутствуют.

Изгиб - в одной из главных плоскостей.

N/An+Mx/Wxn1=33575/186,81+907800/2850,1=498,24321кгс/см2 r Ry·gc=2350·1=2350 кгс/см 2 (21,20184% от предельного значения) - условие выполнено (формула (50); п. 5.25 СНиП II-23-81).

5) Продолжение расчета по п. 5.25 СНиП II-23-81

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов в плоскости действия момента

Тип сечения - спошностенчатый стержень.

6) Определение гибкости стержня

Радиус инерции:

i = = = 17,33657 см .

Гибкость стержня относительно оси x:

lx = lefx/i=2326/17,33657 = 134,16725 .

Условная гибкость:

l = lefx/i=2326/17,33657· = 4,48819 .

7) Продолжение расчета по п. 5.27 СНиП II-23-81

Момент сопротивления для сжатого пояса:

Wc = Wx2 =2850,1 см3 .

Относительный эксцентриситет:

m = (Mx/N) (A/Wc)=(908000/33575) · (186,81/2850,1) = 1,77221 .

m r 20 (8,86105% от предельного значения) - условие выполнено .

8) Коэффициент влияния формы сечения

Тип сечения по табл. 73 СНиП II-23-85 - 5.

Коэффициент влияния формы сечения:

По табл. 73 СНиП II-23-81

h = 1,34328 .

9) Продолжение расчета по п. 5.27 СНиП II-23-81

Приведенный относительный эксцентриситет:

mef = hm =1,34328 · 1,77221 = 2,38057 (формула (52); п. 5.27 СНиП II-23-81).

Т.к. mef r 20:

Коэффициент:

По табл. 74 СНиП II-23-81 в зависимости от l и mef

fe = 0,2136 .

N/(fe A)=33575/(0,2136 · 186,81)=841,42353 кгс/см2 r Ry·gc=2350·1=2350 кгс/см2 (35,80526% от предельного значения) - условие выполнено (формула (51); п. 5.27 СНиП II-23-81).

Коэффициент:

a = N/( fe A Ry·gc)=33575/(0,2136 · 186,81 · 2350 · 1) = 0,35805 .

Гибкость:

l = lx =134,1673 .

10) Проверка по условию предельной гибкости сжатых элементов

По таблице 19 СНиП II-23-81:

Тип элемента - 4. Основные колонны.

Т.к. a < 0,5:

Коэффициент:

a =0,5

l=134,1673 r180-60·a=180-60·0,5=150 (89,44487% от предельного значения) - условие выполнено

11) Продолжение расчета по п. 5.27 СНиП II-23-81

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия момента при изгибе в плоскости наибольшей жесткости, совпадающей с плоскостью симметрии (Jx>Jy)

Радиус инерции:

iy = == 10,06427 см .