КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Металлические конструкции,включая сварку». со2 2. Курсовой проект по дисциплине Металлические конструкции,включая сварку

• Название: Курсовой проект по дисциплине Металлические конструкции,включая сварку
• Анкор: КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Металлические конструкции,включая сварку
• Дата: 07.06.2022
• Размер: 1.81 Mb.
• Имя файла: со2 2.docx
• Тип: Курсовой проект; #574442

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт развития города

Кафедра Строительство и землеустройство

№	Дата поступления на кафедру (департамент)	Подпись отв. за регистрацию	Подпись преподавателя

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Металлические конструкции,включая сварку»


Выполнили: Понуркевич С.Э.

студент гр. ПГС/б-19-1-о

_________________________________

Подпись Дата
Проверил: ст.преп. каф. СиЗ

Препод Ревенко Д.В

_________________________________

Подпись Дата

Севастополь

2021 г.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт развития города

Кафедра Строительство и землеустройство

Задание на курсовой проект

По дисциплине «Металические конструкции,включая сварку»
Выполнить курсовой проект на тему

«Расчет балки»

И сходные данные 3.1


Исходные данные 3.2




«Расчет колон»
Исходные данные 4.1




Исходные данные 4.2


Содержание
Введение……………………………………………………...3

Виды балок …………………………………………………….4

Виды колонн ………………………………………………..…5

Задача 3.1………………………………………………….….6

Задача 3.2…………………………………………………….10

Задача 4.1………………………………………………….…16

Задача 4.2………………………………………………….…19

Список используемой литературы…………………………28

Введение

Металлические конструкции делятся на группы в зависимости от:

• 
  назначения;
  
• 
  степени готовности к использованию;
  
• 
  типа;
  
• 
  материала;
  
• 
  способа изготовления.
  

Готовые детали, профили различаются размером, формой, техническими характеристиками (устойчивость к внешним воздействиям, резким перепадам температур, коррозии, гибкость, прочность и так далее).

Большая часть сооружений, изготавливаемых из металлопроката, имеют стандартные размеры и выпускаются массово. Детали и элементы специфической формы делаются по индивидуальному заказу. Предварительно разрабатывается техническая документация. Многие изделия должны соответствовать госстандартам. Особенно это касается элементов, устанавливаемых в станки и транспортные средства. При малой прочности деталь под воздействием нагрузки может разлететься на части, а работающий с оборудованием оператор рискует получить серьезную травму.

По назначению металлоконструкции бывают:

• 
  несущие;
  
• 
  ограждающие;
  
• 
  декоративные.
  

Из несущих элементов делают каркас построек. Они отличаются высокой прочностью.

Ограждающие конструкции защищают территорию от проникновения посторонних людей. Дополнительно они выполняют декоративную функцию. Исключение составляют переносные ворота и заборы, которыми перекрывают вход на строительную площадку или огораживают аварийный участок. Они устанавливаются временно и используются не для защиты территории, а для предупреждения людей об опасности, которой они себя подвергают, находясь на стройплощадке, в зоне обрушения. Такие ограждения невысокие и выглядят просто.

Виды балок (для задач 3.1 и 3.2)

Деревянные

В спектр балочных древесных изделий применяемых, соответственно, в деревянных постройках, попадают лаги, ригели, прогоны, перекладины, и другие элементы, составляющие каркас брускового или бревенчатого жилого загородного дома. При разделении этажей используют балки перекрытий. Для устройства крыши выстраивают балочный каркас, где применяют стропила. Главная функция деревянных балок, равномерное распределение нагрузки по плоскости верхнего покрытия (крыши). Качественные характеристики материала залог прочности и устойчивости сооружения.
Обязательно нужно помнить, что для поддержания прочности, деревянные изделия, в том числе и деревянная балка, должны быть обработаны специальными составами для защиты от горения и плесени.
Железобетонные

В строительстве, монтаж железобетона, например, на промышленных предприятиях, учитывает включение соответствующих изделий в устройство подкрановых балок, бетонных ригелей, устанавливаемых на колонны, под плиты перекрытия.
Железобетонные балки являются строительным элементом линейного типа. Выполненные из качественного бетона с расположенной внутри стальной арматурой для усиления, предназначены перераспределять нагрузку и повысить устойчивость основного конструктива.
Металлические

Металлоконструкции в строительстве включают горизонтальные и наклонные стальные балки, как важную часть жёсткого каркаса. Чаще это двутавровые балки с параллельными гранями. Основные их типы — широкие и колонные. Последние не предназначены для выдерживания повышенной нагрузки, поэтому при монтаже опорных частей, воспринимающих влияние основных действующих сил, используют широкополые балки. Применяются при устройстве подвесных путей, шахтных стволов и так далее.

Виды колонн ( для задач 4.1 и 4.2)
Колонна - вертикальный стержневой элемент каркаса, служащий для восприятия в основном вертикальной нагрузки. В колонне разли­чают нижнюю часть (базу), ствол (фуст) и верхнюю венчающую часть (капитель). Колонны воспринимают нагрузку от прикрепленных к ним или опирающихся на них других элементов - ригелей, балок, плит перекрытий и т.д.
Колонны бывают каменные, бетонные, железобетонные и метал­лические.
Каменные колонны выполняются из кирпича, естественных и бе­тонных камней. По форме различают колонны квадратные, прямоу­гольные и круглые.
Колонны подразделяют: по местоположению - на рядовые, фасад­ные, торцевые, связевые и т.д.; по несущей способности - 2000,3000, 4000, 5000 и 6000 кН; по этажности - на одно-, двух- и многоэтаж­ные; по виду поперечного сечения - на прямоугольные, квадратные и круглые; по типу стыка колонн - с плоскими металлическими торца­ми, с центрирующими прокладками, с выпусками свариваемой при монтаже арматуры и т.д.; по условиям опирания ригелей - на колон­ны с консолями, бес консольные, со скрытыми консолями и т.д.; по классу бетона - В15, В25, ВЗО, В40, В50; по способу армирования ствола колонн - колонны с периферийным армированием, с цент­ральным армированием, со спиральной арматурой, с металличес­кими сердечниками и т.д.; по способу изготовления - центрифугированные и т.д.
Металлические колонны применяются в каркасах производствен­ных зданий, в путепроводах, эстакадах, в многоэтажных зданиях и в других случаях, когда нужно обеспечить минимальные размеры се­чения колонны в целях увеличения полезной площади, либо при боль­ших динамических нагрузках, передаваемых на колонны. При боль­ших нагрузках на колонну более рационально применение железобетонных сборных колонн.
Железобетонные колонны подразделяются на три основные типа: с продольной арматурой и хомутами или поперечными стержня­ми, с косвенной арматурой в виде спиралей или сварных колец с жесткой арматурой. При одной и той же нагрузке колонны первого
типа имеют наибольшее поперечное сечение, второго - наимень­шее.
Колонны каркаса бывают одно-, двух- и многоэтажными.
Колонны сборного железобетонного каркаса изготовляют из тя­желого бетона и армируют согласно расчету гибкой арматурой.

Задача 3.1 Подобрать и проверить прокатное сечение балки офисного здания.

Исходные данные для расчета сварной балки

Условия: подобрать сечение балки перекрытия торгового центра из стали С345, если состав пола следующий: керамическая плитка на клею

15 мм, цементно-песчаная стяжка 30 мм, гидроизоляция, керамзитобетон 50 мм, железобетонная плита 150 мм. Схема расположения конструкций перекрытия представлена на рис. 3.2.



Рис. 3.2. Схема расположения конструкций перекрытия

Решение



Рис. 3.3. Расчетная схема и эпюры внутренних усилий

Постоянную нагрузку определяем по составу перекрытия. Удельный вес материалов принимаем по справочным данным (табл. П1.1),

коэффициенты надежности по нагрузке — по СП 20.13330.2016

[1, табл. 7.1]. Расчет значения постоянной нагрузки на перекрытие

представлен в табл. 3.1

Таблица 3.1

№ п/п	Наименование нагрузки	Нормативное значение gn, кН/м 2	γf	Расчетное значение g, кН/м 2
1	Керамическая плитка на клею δ = 20 мм, γ = 24 кН/м 3	0,48	1,2	0,576
2	Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм, γ = 18 кН/м 3	0,54	1,3	0,702
3	Гидроизоляция	0,05	1,3	0,065
4	Керамзитобетон δ = 50 мм, γ = 8 кН/м 3	0,4	1,3	0,52
5	Железобетонная плита δ = 150 мм, γ = 25 кН/м 3	3,75	1,1	4,125
ИТОГО		5,22		5,988

Согласно СП 20.13330.2016 [1, табл. 8.3, п. 4 г] нормативная временная (полезная) нагрузка на перекрытие составит pn = 4 кПа, коэффициент надежности по нагрузке γf = 1,2 [1, п. 8.2.2].

Вычисляем расчетную погонную нагрузку на балку:

q = (g + p )аγ_n, (3.1)

где γn — коэффициент надежности по назначению, для зданий и сооружений второго уровня ответственности γn = 1,0 [3, табл. 2]; a = 3м — шаг балок; p — расчетная временная нагрузка на перекрытие:

p= pⁿγ_f =14*1,15= 16,1 кПа (3.2)

q= (5,99+16,1)*1*1=22,09 кН/м

Максимальный изгибающий момент (расчетный):

M_max = (3.3)

где l — пролет балки, l = 5 м;

M_max = =176,72 кН·м;

максимальная поперечная сила (расчетная):

Q_max = (3.4)

Q_max = =88,36 кН;

Сечение балки подбираем в виде прокатного двутавра. Предварительно подбираем сечение из условия прочности [1, формула (41)] и при условии работы материала балки в упругой зоне:

≤1, (3.5)

где γc — коэффициент условий работы, γc = 1 [1, табл. 1]; Ry — расчетное

сопротивление стали по пределу текучести для С345, принятое в предположении, что толщина проката не превысит 20 мм, Ry = 320 МПа

[1, табл. В4].

Определяем требуемый момент сопротивления:

Wx,тр= = (3.6)

по ГОСТ 57837–2017 [7] (табл. П3.2) подбираем двутавр 35Б1 со следующими геометрическими характеристиками поперечного сечения:

Wx = 641,3 см3, Ix = 11095 см4, Sx = 358,1 см3, tw = 6 мм, tf = 9 мм.

Поскольку толщины полки и стенки выбранного двутавра не превышают 20 мм, то уточнять Ry не требуется.

Согласно указаниям СП 16.13330.2017 [2, п. 8.2] прочность балок

проверяется на действие изгибающего момента (на прочность по нормальным напряжениям) и поперечной силы (на прочность по касательным напряжениям).

Проверяем прочность на действие изгибающего момента поформуле

≤1, (3.5)



Прочность сечения по нормальным напряжениям обеспечена.

Проверяем прочность на действие поперечной силы по формуле

≤1, (3.7)

где Rs = 0,58 Ry = 0,58 ·320 = 185,6 МПа [2, табл. 3],



Прочность сечения по касательным напряжениям обеспечена.

Поскольку верхний сжатый пояс балки развязан настилом, то общая устойчивость балки обеспечена и проверка не требуется [2, п. 8.4.4].

Для балок прокатного сечения местная устойчивость полки и стенки обеспечена сортаментом.

Определяем фактический прогиб балки:

(3.8)

где E — модуль упругости стали, E = 2,06· 105

МПа [2, табл. Б1].

Поскольку прогиб балок перекрытий в торговых центрах ограничивается в основном из эстетико-психологических требований, то при

определении прогиба учитываются постоянные и длительные нагрузки, при этом согласно СП 20.13330.2016 коэффициент длительности

n = 0,35 [1, п. 8.2.3].

(3.6)



Согласно СП 20.13330.2016 [1, табл.Е.1, п. 2] предельный прогиб

для балки перекрытия составляет:

(3.9)

Сравниваем фактический прогиб балки с предельно допустимым:

мм

Жесткость балки обеспечена.

Подобранное сечение балки соответствует всем предъявляемым

требованиям. Окончательно принимаем двутавр 35Б1 по ГОСТ 57837–

2017 [7].

Задача 3.2 Подобрать и проверить сварное сечение балки промышленного здания.

Исходные данные для расчета сварной балки

Подобрать сечение балки перекрытия промышленного здания из стали С345, если постоянная нагрузка на перекрытие (без учета веса балок) gn = 4 кПа, коэффициент надежности по постоянной нагрузке γf1 = 1,2 , временная (полезная) нагрузка pn = 8 кПа, коэффициент надежности по временной нагрузке γf2 = 1,3. Схема расположения балок перекрытия представлена на рис. 3.4.

Решение

Поскольку количество балок настила, опирающихся на главную балку, больше пяти, то нагрузку на рассчитываемую главную балку можно принять равномерно распределенной. Расчетная схема балки изображена на рис. 3.5.

Вычисляем нормативную погонную нагрузку на балку:

(3.1)

128 кН/м

где γn — коэффициент надежности по назначению, для зданий и сооружений второго уровня ответственности γn = 1,0; a = 8м — шаг балок



Рис. 3.4. Схема расположения балок перекрытия

Рис. 3.5. Расчетная схема и эпюры внутренних усилий

Вычисляем нормативную погонную нагрузку на балку:

(3.2)

где g — расчетная постоянная нагрузка на перекрытие:



p — расчетная временная нагрузка на перекрытие:

=14*1,2=16,8 кН/м (3.3)



Максимальный изгибающий момент (расчетный):

(3.4)

где α — коэффициент, учитывающий собственный вес балки, α = 1,05.



Максимальный изгибающий момент (нормативный):

(3.5)

Максимальная поперечная сила (расчетная):







Сечение балки подбираем в виде сварного двутавра (рис. 3.6). Предварительно подбираем сечение из условия прочности [2, формула (41)] и при условии работы материала балки в упругой зоне:

≤1 (3.6)

где γc — коэффициент условий работы согласно СП 16.13330.2017, γc = 1 [2, табл. 1]; Ry — расчетное сопротивление стали по пределу текучести для С345, принимаемое в предположении, что толщина проката более 20 мм, Ry = 320 МПа [2, табл. В3]



Рис. 3.6. Сечение балки

Определяем требуемый момент сопротивления:

(3.7)

Для компоновки сечения предварительно принимаем толщину стенки tw ≈ 7 + 3l/10 = 7 + 3·18/10 = 12,4 мм. Согласно сортаменту на листовую сталь по ГОСТ 82–70 принимаем tw = 12 мм (табл. П3.6).Для предотвращения значительных сварочных деформаций желательно, чтобы отношение толщин свариваемых листов не превышало 3, то есть в нашем случае должно выполняться соотношение tf ≤ 3tw = 36 мм. Согласно сортаменту на листовую сталь по ГОСТ 82–70 (табл. П3.6) принимаем tf= 30 мм. Высоту балки можно принимать из различных требований. В учебной литературе по расчету и проектированию металлических конструкций рекомендуют определять высоту балки из требований экономичности и жесткости [8, формулы (5.68) и (5.61)] и [6, формулы (7.20) и (7.22)]. Сначала находим оптимальную высоту балки hопт (высота балки, при которой масса балки минимальна), а затем минимальную высоту hmin (высота, при которой прогиб балки равен предельному):

(3.8)

для сварных балок k=1,15

(3.9)

где согласно СП 20.13330.2016 [1, табл.Д.1, п. 2] предельный прогиб для балки перекрытия составляет:

(3.10)

Таким образом,





Принимаем высоту балки больше минимальной и приблизительно равную оптимальной h = 99 см. Тогда мм. Принимаем hw = 950 мм. Тогда окончательно высота сечения балки мм. Вычисляем вспомогательный размер мм

Определяем требуемую ширину полок симметричного сечения:

(3.11)

(3.12)

(3.13)

(3.14)

В соответствии с ГОСТ 82–70 (табл. П3.6) принимаем bf = 75 см.

Определяем фактические геометрические характеристики сечения:



(3.16)

(3.17)

(3.18)

Проверяем прочность на действие изгибающего момента:

≤1 (3.19)



Прочность сечения по нормальным напряжениям обеспечена.

Проверяем прочность на действие поперечной силы:

(3.20)

где = 0,58 = 0,58 ·320 = 185,6 Мпа

(так как толщина стенки принята меньше 20 мм, то здесь = 320 МПа).



Прочность сечения на действие поперечной силы обеспечена. Поскольку верхний сжатый пояс балки развязан настилом, то общая устойчивость балки обеспечена и проверка не требуется [2, п.8.4.4].

Для проверки местной устойчивости полки вычислим ширину свеса полки:

(3.21)

Местная устойчивость сжатой полки обеспечена, если соблюдается условие , где — условная гибкость свеса полки [2, п. 8.5.18]:

(3.22)

Предельная условная гибкость полки определяется по указаниям СП 16.13330.2017 [2, п. 8.5.18]:

, (3.23)

где — напряжение в сжатом поясе:

(3.24)

Тогда

(3.25)

Местная устойчивость сжатой полки обеспечена. Критерием местной устойчивости стенки является условная гибкость стенки:

(3.26)

здесь принято = 320 МПа, так как толщина стенки < 20 мм.

Для сечения в виде сварного двутавра .

Поскольку , то согласно СП 16.13330.2017 [2, п. 8.5.9] стенку балки необходимо укрепить поперечными ребрами жесткости. Учитывая максимально допустимое расстояние между поперечными ребрами жесткости , принимаем (при этом шаг ребер совпадает с шагом второстепенных балок). Расположение ребер жесткости показано на рис. 3.7.

Ширину и толщину ребра жесткости назначаем, учитывая требования СП 16.13330.2017 [2, п. 8.5.2]:

(3.27)

принимаем = 56 мм;

(3.28)

Принимаем мм.

Поскольку , то согласно СП 16.13330.2017 [2, п. 8.5.1– 8.5.3] для стенки балки необходима проверка местной устойчивости по формуле

(3.29)

При заданной расчетной схеме наиболее опасным является отсек стенки между поперечными ребрами жесткости, расположенный на расстоянии примерно опоры. В данном случае это — второй от поры отсек (рис. 3.7). Вычислим средние значения изгибающего момента и поперечной силы в пределах этого отсека (на расстоянии м):

(3.30)

(3.31)



Расположение ребер жесткости на балке

Вычислим напряжения в этом отсеке стенки:

(3.32)

(3.33)

.

Найдем критические значения напряжений:

(3.34)

Где

(3.35)

здесь, как для прочих балок, [2, табл. 13], тогда

(3.36)

Отсюда [2, табл. 12], тогда

(3.37)

здесь — отношение большей стороны пластинки к меньшей,

(3.38)

В этой формуле — меньшая сторона пластинки, то есть , тогда . Отсюда

(3.39)

Проверяем условие местной устойчивости стенки:



Местная устойчивость стенки обеспечена. Определяем фактический прогиб балки:

(3.40)

где — модуль упругости стали, [2, табл. Б1].

Поскольку прогиб балок перекрытий промышленных зданий ограничивается на основании технологических требований, то при определении прогиба учитываются полные нагрузки и тогда



Предельный прогиб для балки перекрытия составляет [1, табл. Д. 1, п. 2]:



Сравниваем фактический прогиб балки с предельно допустимым прогибом:



Жесткость балки обеспечена.

Подобранное сечение балки соответствует всем предъявляемым требованиям.
Задача 4.1 Подобрать и проверить прокатное сечение центрально-сжатой колонны офисного здания.

Исходные данные для расчета

Подобрать сечение в форме прокатного двутавра для колонны здания торгового центра из стали С345, если продольная сила в колонне N = 2500 кН, расчетные длины колонны ,=8 ,= 6,5 м.

Решение

Предварительный подбор сечения выполняем из условия устойчивости [2, п. 7.1.3]

(4.1)

где = 1 [2, табл. 1, прим. 5]; — расчетное сопротивление стали по пределу текучести для С345, принимаемое в предположении, что толщина проката менее 20 мм, = 320 МПа [2, табл. В4].

Предварительно зададимся гибкостью колонны λ = 60, тогда

(4.2)

и для типа сечения b находим φ = 0,736 [2, табл. 7 и Д1].

(4.3)

По ГОСТ 57837–2017 (табл. П3.4) принимаем двутавр 25К4 с A = , = 11,01 см, = 6,3 см (рис. 4.2).

Находим фактические гибкости колонны:

(4.4)

, следовательно,

= (4.5)

Двутавры относятся к типу сечения b [2, табл. 7], тогда φ = 0,631 [2, табл. Д1].



Проверяем условие устойчивости:



Устойчивость колонны относительно оси y не обеспечена, тогда по ГОСТ 57837–2017 (табл. П3.4) принимаем двутавр 25К5 с с A = , = 11,12 см, = 6,4 см

Находим фактические гибкости колонны:

(4.6)

, следовательно,

= (4.7)

тогда φ = 0,639 [2, табл. Д1]. Проверяем условие устойчивости:



Устойчивость колонны относительно оси y обеспечена.

Для любых сжатых и сжато-изгибаемых элементов фактические значения гибкостей не должны превышать предельно допустимых значений:

,

Находим значение предельно допускаемой гибкости для основных колонн каркаса

, = 180 - 60α [2, табл. 32], где

(4.8)

Тогда

и

Фактическая гибкость колонны не превышает предельно допустимой для основной колонны каркаса. Окончательно принимаем двутавр 25К5 по ГОСТ 57837–2017.
Задача 4.2 Подобрать и проверить сварное сечение в форме двутавра центрально-сжатой колонны промышленного здания.

Исходные данные для расчета

Подобрать сварное сечение колонны рабочей площадки промышленного здания (рис. 4.2) из стали С345, если постоянная нагрузка на перекрытие (с учетом веса балок) = 4,8 кПа, коэффициент надежности по постоянной нагрузке = 1,2, временная (полезная) нагрузка = 12 кПа, коэффициент надежности по временной нагрузке = 1,3. Отметка пола рабочей площадки Н = 6,5 м, высота главной балки = 1,3 м, высота второстепенной балки = 0,4 м.

Решение

Найдем геометрическую длину колонны вплоскости рамы (рис. 4.3)

(4.1)

где — глубина заделки колонны, которую примем = 0,8 м (рекомендуемая глубина заделки для колонн = 0,5...1,0 м), тогда

= 6,5 + 0,8–1,3 = 6,0 м.

Найдем геометрическую длину колонны из плоскости рамы

= Н + — = 6,5 + 0,8–0,4 = 6,9 м. (4.2)



Схема колонны (а- конструктивная ;б-расчетная)

Поскольку балки опираются на колонну шарнирно, а базу колонны примем, как на рис. 4.4 (такая конструкция базы обеспечивает жесткое сопряжение с фундаментом в плоскости рамы, а шарнирное — из плоскости рамы), то получим расчетную схему колонны, как показано на рис. 4.3, б



Расчетная длина колонны в плоскости рамы (относительно оси x):

(4.3)

где — коэффициент приведения длины, = 0 7, [2, табл. 30], тогда



Расчетная длина колонны из плоскости рамы (относительно оси y):

(4.4)

где — коэффициент приведения длины, =1,0 [2, табл. 30], тогда

Предварительный подбор сечения выполняем из условия устойчивости [2, п. 7.1.3]

(4.5)

где = 1 [2, табл. 1, прим. 5]; — расчетное сопротивление стали по пределу текучести для С345, принимаемое в предположении, что толщина проката менее 20 мм, Ry = 320 МПа [2, табл. В4].

Предварительно зададимся гибкостью колонны λ = 70, тогда

(4.6)

Для типа сечения c находим φ = 0,637 [2, табл. Д1].

(4.7)

Используя условие равноустойчивости для центрально-сжатой колонны и формулы для приближенного определения гибкости сечения

(4.8)

находим примерные ширину и высоту сечения (здесь коэффициенты пропорциональности для сечения в форме двутавра = 0,43 и = 0,24 [8, прил. 10]):

(4.9)

При этом ширина получилась в два раза больше высоты сечения, и такой вариант сечения является неконструктивным, поэтому по конструктивным соображениям принимаем h = b = 30 см (рис. 4.5).



В оптимальном двутавровом сечении центрально-сжатой колонны площадь полок составляет примерно 80% площади всего сечения, тогда

(4.10)

Принимаем = 1,9 см согласно ГОСТ 82–70 (табл. П3.6).

(4.11)

Принимаем = 1 см согласно ГОСТ 82–70 (табл. П3.6). Проверяем соответствие принятых размеров сечения конструктивным требованиям:

1) 10 мм < = 19 мм < 30 мм;

2) = 10 мм > 6 мм;

3)

Сечение колонны удовлетворяет конструктивным требованиям. Определяем фактические геометрические характеристики:

(4.12)

(4.13)

(4.14)

(4.15)

(4.16)

Находим фактические гибкости колонны:

= 38,16; = 42 (4.17)

, следовательно,

(4.18)

Согласно СП 16.13330.2017 определяем для типа сечения b [2, табл. 7] φ = 0,692 [2, табл. Д1]. Проверяем условие устойчивости:



Устойчивость колонны относительно оси y обеспечена. Необходимо дополнительные опоры для жесткости.

Окончательно принимаем сечение колонны в виде сварного двутавра с полками 400х14 и стенкой 372х8.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Расчет и проектирование элементов металлических конструкций
   

З.В Беляева С.В.Кудрявцева

2. 
   Металлические конструкций В.К Файьишенко
   

3. 
   Расчет стальных конструкций Д.В.Ладыженский В.М.Клыков Я.М. Лихтарников