Расчет колонны.
Особенности проектирования промышленного здания
![Реферат: Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания](https://gugn.ru/work/7772387/cover.png)
Тогда приведенный относительный эксцетренситет будет равным: Для расчета будем использовать РСУ I, как наиболее невышодное. Минимальное значение предельной гибкости будет равно при б=1. Не должно превышать значения предельной условной гибкости. E=2,06*104-Модуль упругости стали Относительный эксцетренситет: Окончательно принимаем hw=460 мм Площадь стенки: Аw=46*0,6=27,6 см². Определим… Читать ещё >
Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Колонна проектируемой рамы каркаса проектируется сплошной сварного типа в виде двутавра. Такое сечение компануется из 3-х листов: две полки и одна стенка (см рис 5.1).
![Параметры сечения колонны.](/img/s/9/44/2290344_1.jpg)
Рис. 5.1 Параметры сечения колонны
Класс стали для колонны проектируется по требованиям приложения в СП16,13 330−2011 «Стальные конструкции», В зависимости от климатического района расположения здания и группы стали конструкций.
Таблица 3 Для расчета в проекте принят класс стали С225 ГОСТ 27 772–88.
Сталь по ГОСТ 27 772. | Толщина проката мм. | Нормативное сопротивление проката Н/мм2 | Расчетное сопротивление проката Н/мм2 | |||
Ryn | Run | Ry | Ru | |||
С225. | От 2до 20. | |||||
От 20 до 40. | ||||||
Расчетная длина колонны определяется по формуле (140) СП 13.16 660−11.
Lef=µ*L
L=Lk=11,4 м.
µ-коэффициент расчетной длины по формулам СП13.16 660−11.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_2.png)
Для определения и определяются коэффициенты кm и кn
кm= 0
кn=
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_3.png)
EJ=221 048.73 кН*м2 изгибаемая жесткость колонны, принята из опыта проектирования предварительно.
1=9,6 длина колонны.
=.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_4.png)
=.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_5.png)
Как видно из формул коэффициент расчета длины зависти от длины и жёсткости сечения колонны. стропильный ферма фасонка Так как на начальном этапе мы не можем точно задаться жёсткостью сечения, поэтому примем коэффициент µ максимальному значению, µ=2. В дальнейшем этот коэффициент будет использоваться для расчета колонны в плоскости поперечной рамы.
Принимаем расчетные длины колоны:
Lef=µ*L=2*11,4=22,8 м.
— Из плоскости рам:
Lef=ly=11,4 м Усилие для расчета принимаем из расчета РСУ (таб. 2) из строк I и II:
I- М=206,24 кН*м; N=675,9 кН; Q=31,07 кН.
II- М=185,6 кН*м; N=691,8 кН; Q=27,96 кН Предварительно требуемую площадь колонны можно определить по формуле:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_6.png)
где е=М/N-эксцетренситет действующей продольной силы.
h=bк=480 мм РСУ I:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_7.png)
=71,78 см2
РСУ II:
=69,5 см2
Для расчета будем использовать РСУ I, как наиболее невышодное.
Колонна рассчитывается как внецентренно сжаты й элемент по формуле (109) СП16.13 330−2011.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_8.png)
Определим по этой формуле требуемую площадь сечения, предварительно определив приближенное значение характеристик.
Для симметричного двутавра:
- -радиус инерции: ix=0,42*h=0,42*48=20,16 см
- -относительный момент сопротивления:
Sx=, 35*h=0,45*48=16,8 см Условная гибкость в плоскости рамы:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_9.png)
E=2,06*104-Модуль упругости стали Относительный эксцетренситет:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_10.png)
Коэффициент влияния формы сечения для двутавра определяется из таблицы Д2 СП16.13 330.2011 и изменяется в пределах 1,2…1,7 принимаем в первом приближении =1,4.
Тогда приведенный относительный эксцетренситет будет равным:
Коэффициент Устойчивости при сжатии с изгибом определяется по таблице Д3 СП16.13 330.2011, при =3,25 и =1,6, =0,333.
Требуемая площадь сечения колонны:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_11.png)
Предварительно принимаем толщину стенки колонны:
Толщину полки принимают в пределах двух толщин стойки:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_12.png)
Определим высоту стенки колонны:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_13.png)
Окончательно принимаем hw=460 мм Площадь стенки: Аw=46*0,6=27,6 см2
Требуемая площадь сечения поясов: A=90,29−27,6=63,69 см2
Требуемая ширина пояса bf=(62,69/2)/1,2=26,12.
По ГОСТ 82–70* окончательно принимаем 340 мм Проверяем местную устойчивость полки по п. 9.4.7 Д2 СП16.13 330.2011.
Условная гибкость свеса пояса (полки):
bef=(34−0,6)/2=16,7 см.
=.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_14.png)
— условие проверки выполняется.
Проверяем местную устойчивость стенки по п. 9.4.2 Д2 СП16.13 330.2011. условие гибкости стенки:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_15.png)
не должно превышать значения предельной условной гибкости.
Устойчивость стенки не обеспечена. Это допускается при условии крепления стенки поперечными ребрами жёсткости, в соответствии п. 7.3.7 СП16.13 330.2011. Кроме того, проверки устойчивости колонны необходимо выполнять с учетом уменьшенной площади стенки колонны в соответствии с п. 7.3.6 СП16.13 330.2011.
В итоге в первом приближении получены размеры сечения колонны:
hw=460 мм; tw=6 мм; bf=340 мм; tf=12мм; h=484 мм.
Определим геометрические характеристики сечения колонны:
Площадь поперечного сечения:
А=46*0,6+2*34*1,2=104,4 см2
Момент инерции относительно оси «х-х»:
Jx=.
![Момент инерции относительно оси «у-у»:](/img/s/9/44/2290344_16.png)
Момент инерции относительно оси «у-у»:
Jу=.
![Радиусы инерции сечения:](/img/s/9/44/2290344_17.png)
Радиусы инерции сечения:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_18.png)
![Момент сопротивления от оси «х-х»:](/img/s/9/44/2290344_19.png)
Момент сопротивления от оси «х-х»:
Относительный момент сопротивления:
Гибкость колоны в плоскости поперечной рамы:
Не должно превышать значения предельной гибкости.
[]=180−60*б.
Минимальное значение предельной гибкости будет равно при б=1.
[]=180−60*1=120.
х=89,4<[]=120.
Условие выполняется, значение [] можно не уточнять.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_20.png)
Гибкость колонны из поперечной рамы:
у=ly/iy=113,2<120
Условная гибкость колонны из плоскости:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_21.png)
Стенка колонны оказалась не устойчивой, определяем уменьшенное сечение колоны.
Ad=A-(hef-hd)*tw
где hэ-уменьшенная высота стенки.
hd=.
![Ad=99,52 cм2.](/img/s/9/44/2290344_22.png)
Ad=99,52 cм2.
Проверка прочности колоны в плоскости изгиба по формулам (109) СП16.13 330.2011.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_23.png)
Коэффициент влияния формы сечения зависит от отношения:
Аs/Aw=1,5.
Аs/Aw>1.
Приведенный относительный эксцетренситет:
Mef=*mx=1,53.
Проверка устойчивости:
<1.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_24.png)
Условие выполняется Запас по устойчивости составляет:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_25.png)
Проверка устойчивости из плоскости действия момента (из плоскости рамы) производится по формуле (111) СП16.13 330.2011:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_26.png)
где скоэффициент по п. 9.2.5 СП16.13 330.2011.
— коэффициент устойчивости при центральном сжатии.
Коэффициенты и определяются по формулам таблицы 21 СП16.13 330.2011.
=0,701.
=1,044.
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_27.png)
с=1,044/(1+0,701*1,02)=0,608.
Проверим устойчивость:
![Расчет колонны. Особенности проектирования промышленного здания.](/img/s/9/44/2290344_28.png)
Запас по устойчивости составляет: