7.3.6. Розрахунок оголовка колони

Конструкція оголовка показана на рис. 11.

Розрахункове навантаження на оголовок становить N=2094,2кН.

Вертикальне ребро оголовка проектуємо з листової сталі С345 з розрахунковим опором R_p=418МПаі R_s=174,0МПа.

1. Розміри плити оголовка.

Товщину плити оголовка приймаємо із конструктивних міркувань t_пл1=25 мм.

Розміри плити в плані:

L_пл1=b+40 мм = 420+40 = 460 мм,

В_пл1=h+40 мм = 360+40 = 400 мм,

де b – ширина перерізу колони, h – висота вітки колони.

Проектне положення головних балок на колонах фіксується за допомогою монтажних болтів діаметром d=20 мм, для чого в плиті оголовка передбачаємо необхідні отвори діаметром d_o=23 мм.

2. Розміри вертикального ребра.

Товщину вертикального ребра оголовка обчислюємо з умови роботи його на зминання по контакту з опорною плитою:

t_s1 = N/(l_ef·R_p·γ_c) = 2094,2/(25·41,8·1) =2,0040 см,

де l_ef= b_s+2t_пл1= 200+2·25 = 250 мм (тут b_s – ширина опорного ребра головної балки).

З урахуванням сортаменту на листову сталь приймаємо товщину вертикального ребра оголовка t_s=22 мм.

Визначаємо висоту ребра оголовка.

Зварні шви оголовка, як і бази, виконуємо ручним зварюванням електродами з використанням електродів типу Э42 з R_wf=180 МПа і β_f=0,7.

Ребро оголовка приварюється до стінок віток колони за допомогою чотирьох вертикальних швів, довжина яких і визначає висоту ребра.

Прийнявши катет кутових швів k_f=9мм, (k_f=1,2·t_min=1,2t_w=1,2·7,5=9,0мм,

t_w– товщина стінки вітки колони) обчислюємо необхідну їх довжину:

l_w= N/(4·β_f·k_f·R_wf·γ_wf·γ_c)=2094,2/(4·0,7·0,9·18·1·1) = 46,2 см.

Приймаємо l_w=47 см, що відповідає конструктивним вимогам:

l_w=47 см <l_wmax= 85·β_f·k_f = 85·0,7·0,9 = 53,6 см.

Тоді висота вертикального ребра:

h_s1 = l_w+10 мм = 470+10 = 480 мм.

Перевірка міцності вертикального ребра зрізу:

τ=N/(2·h_s1·t_s1)=2094,2/(2·48·2,2)=9,91кН/см²=99,1МПа< R_sγ_c=174,0·1=

=174,0МПа.

3.Розрахунок горизонтальних зварних швів, що прикріплюють вітки колони до плити оголовка.

Плита оголовка опирається на фрезеровані торці віток колони, тому горизонталь ні шви відіграють тільки конструктивну функцію і не розраховуються, а катет їхприймається мінімальним у відповідності з табл. 38*[1]: k_f=k_{f min}=9,0мм

Рис.11 Оголовок колони

7.3.7. Конструювання колони

Конструктивна схема колони показана на рис. 12.

Геометрична довжина колони l_c=6720 мм повинна бути рівною сумі розмірів усіх елементів вздовж висоти колони:

l_c=n·d_s+l_b (n-1)+l_b1 +t_пл1 +h_mр +t_пл

Визначаємо число планок на стержні:

n=(l_c - t_пл - t_пл1 - h_mp )/(l_b + d_s)=(6720-30-25-360) /(900+300)=5,25

Приймаємо n=6.

Відстань між планками в просвіті визначається за формулою:

l_b =( l_c -t_пл-t_пл1-h_mp-nd_s)/n=(6720-30-25-360-6300)/6=750,8мм

Заокруглюємо в більшу сторону кратно десятиl_b=760мм

Знаходимо відстань від траверса до першої планки.

l_b1=l_c- t_пл-t_пл1-h_mp-(n-1)l_b- n ·d_s=6720-32-25-360-(6-1) ·760-6·300=705мм

Перевіряємо довжину колони:

l_c=n·d_s+l_b (n-1)+ l_b1 +t_пл1 +h_mр +t_пл =6300+760(6-1)+705+25+360+30=6720мм.

Рис. 12 Конструктивна схема колони