Курсовая работа: Проектирование металлической балочной конструкции

Принимаем k_f = 6 мм .

4. Расчет и конструирование колонн

4.1 Выбор расчетной схемы

Определение расчетной сжимающей силы на колонну производим суммированием опорных реакций главных балок:

N = 2 ·k ·V , (4.1.1)

где k = 1.03 – 1.05 – коэффициент, учитывающий собственный вес колонны;

N = 2·(1.03–1.05)·629.163 = 1309 кН .

Условия опирания колонн на фундаменты и схема связей по колоннам определяется следующими требованиями. Необходимо обеспечить геометрическую неизменяемость сооружения в плоскости и из плоскости главных балок. Из плоскости главных балок геометрическая неизменяемость, как правило, обеспечивается установкой вертикальных связей по колоннам. В плоскости главных балок путем прикрепления их к неподвижным точкам (каркасу здания).

При этом необходимо стремиться к обеспечению равно устойчивости колонн: i_x / i_y = l_{ef , x} / l_{ef , y} . Это достигается путем рационального выбора типа сечения и правильной ориентации его в плане сооружения.

4.2 Компоновка сечения колонны

Стержень колонны конструируем в виде прокатного швеллера.

Требуемую площадь сечения колонны, определяем по формуле:

A_тр = N ·γ _n /2 ·φ ·R_y ·γ_c , (4.2.1)

где φ – коэффициент, на этапе компоновки определяем по предварительно заданной гибкости λ_з , значение которой принимаем по графику [1], рис.7. ПриN = 1309 кН , λ_з = 80, тогда φ = 0.686.

А_тр = 1309·10³ ·0.95/2·0.686·240·10⁶ ·1 = 37.77 см² .

Используя сравнительно постоянную зависимость между радиусом инерции и габаритами сечения, оцениваем ориентировочные размеры швеллера.

i_{x, тр} = L_ef,x / λ_з , (4.2.2)

гдеL_ef,x = L_ef,y = l г

l г = H к + 0.5м = 7.8 + 0.5 = 8.3 м ,

i_{x ,тр} = 830/80 = 10.375 см ;

По сортаменту ГОСТ 8240-89 принимаем два швеллера № 30

А₀ = 40.5 см² ; I_{x 0} = 5810 см⁴ ;

I_{y 0} = 327 см⁴ ; b = 100 мм ;

t = 11 мм ; i_{x 0} = 12 см ;

h = 300 мм ; i_{y 0} = 2.84 см ;

z ₀ = 2.52 см ; s = 6.5 мм ;

Задаваясь гибкостью отдельной ветви относительно собственной оси λ _з = 35 и шириной планки d s = 250 мм , находим количество планок на колонне: