«Проектирование конструкции двухэтажного производственного здания»

Расчет колонны

Колонны, поддерживающие балочное перекрытие рабочей площадки, работают на центральное сжатие. Нагрузкой на колонну являются опорные реакции главных балок. В курсовом проекте колонна имеет сплошной стержень из составного двутавра (рис. 6).

Рис 6. Расчет стержня сплошной колонны
Отметка верха настила 5 м. Материал колонны – сталь класса С275 с расчетным сопротивлением R = 275 МПа.
Высота колонны
H_к = H_Т – H_стр+ h₃=5-1,27+0,5 = 4,23 м.

Расчетная длина

l₀ = μ · l_c=1·423 = 423 см
Нагрузка на колонну
N = 2Q_max=2·910,14 = 1820,28 кН

По прил.4 найдем оптимальную условную гибкость = 1,744; далее находим гибкость стержня и требуемый радиус инерции:

Определим предельные гибкости стенки и поясов:.



Оптимальные размеры пояса и стенки


b_f = 3,8·8,8 = 33,44см, h_w = 0,8·33,44= 26,75 см,



Полученные размеры нужно округлить до стандартных по сортаменту листовой стали. Ввиду того, что толщину пояса следует принять больше требуемой (10 мм), ширину пояса можно несколько уменьшить. Поэтому примем поясные листы из универсальной стали 300х12мм. Стенку примем из толстолистовой стали 246х8 мм. Высота сечения колонны равна 246 + 2×12=270мм, т.е. кратна 10 мм.
Далее выполняем проверки принятого сечения. При отношении высоты стенки к ширине пояса h_w/b_f > 0,6 проверку устойчивости нужно производить только в плоскости y-y; у нас это условие выполнено. Найдем геометрические характеристики сечения (площадь, момент инерции и радиус инерции):


A = t_wh_w+2b_ft_f = 0,8·22+2·28·1,2 = 84,8 см²,

Гибкость и условная гибкость стержня равны:

Полученное значение условной гибкости ненамного отличается от оптимального. Найдем коэффициент продольного изгиба:

Проверяем устойчивость колонны

Проверка выполняется. Недонапряжение равно:

Недонапряжение в пределах допустимого. Отметим, что в случае невыполнения проверки устойчивости нужно увеличить размеры поясов и вновь проверить устойчивость; аналогично в случае большого недонапряжения размеры поясов нужно уменьшить.
Далее проверим местную устойчивость стенки и поясов. Определим предельные гибкости:
при
при
Местную устойчивость стенки и поясов проверим

Обе проверки выполняются.