Расчетные усилия: Na = 146.891 кН; Ма = 437.018 кНсм2. Так как продольная сила в колонне формируется постоянными и снеговыми нагрузками, то коэффициент, учитывающий влияние длительной нагруженности на сопротивление сжатию: mн = 1. А изгибающий момент формируется кратковременным ветровым давлением и коэффициент mни = 1.2.

Напряжение сжатия в составляющих элементах:

Обобщенная жесткость связей сдвига:

Деформативность связей сдвига принятой жесткости:

Смещение составляющих элементов в стержне пакете:

Смещение составляющих элементов в составном стержне:

Параметр mw:

mw= n – 1 = 2 – 1 = 1

Коэффициент приведения кw

Параметр mw1

mw1 = n2 – 1 = 4 – 1 = 3

Коэффициент приведения кw1:

Гибкость составного стержня:

Критическая сила Nкр:

Коэффициент влияния деформационных приращений:

Деформационный изгибающий момент:

Первое предельное состояние.

· прочность нормальных сечений:

· прочность средств соединения

Несущая способность колонны с принятыми конструктивными параметрами обеспечена, имеются запас прочности по нормальным сечениям и прочности средств соединения.

4.5.3. Расстановка нагельных пластин

Расчетные координаты связей сдвига НПСт12Г6:

Расстояния между нагельными пластинами:

Расстояние от торцов стержня до первой пластины принимается равным: S1 = 9d = 5.4 cм.

Таблица 8. Координаты связей сдвига и расстояние между ними в элементах фермы

4.6. Проектирование базы колонны

Предпосылки проектирование узла примыкания колонны с фундаментом:

1) сжимающая компонента усилий, возникающих от продольной силы и изгибающего момента с учетом деформационных приращений, воспринимается за счет контактного сопряжения торца колонны и фундамента;

2) растягивающая компонента тех же усилий воспринимается за счет работающих на растяжение анкерных болтов, закрепляемых в колонне посредством металлических башмаков и нагельных болтов.

Параметры напряженного состояния, вызванные действием приложенных силовых факторов определяется по методу эквивалентных сечений, принимая, что равнодействующая растягивающих напряжений от изгибающего момента располагается по координатной линии анкерных болтов, размещенной в растянутой зоне сечения.

Рис. 00. Расчетная схема анкерных болтов

4.6.1. Конструктивный расчет анкерных болтов

Для удобства размещения стеновых панелей, анкерные болты размещаются на боковых плоскостях колонны, со смещением от растянутой кромки сечения на расстояние А. Задавшись диаметром нагельных болтов d = 14 мм, определяется минимально допустимое расстояние а до края колонны: a > S3 = 2,5d = 3.5 см.

В итоге получаются необходимые для расчета геометрические параметры:

Усилие растяжения в анкерных болтах определяется для двух сочетаний нагрузок:

· сочетание 2 постоянная + снеговая + ветровая нагрузки:

N =146.891 кН;М = 437.018 кНсм2;

Мдеф = 924.323 кНсм2;Kw =0.926

Na = –0.5N + Мдеф / kw e ;

Na = –0.5∙146.891+ 924.323 / (0.928 ∙ 20)= -26.463 кНсм

· сочетание 1б постоянная + ветровая нагрузки:

N =33.513 кН;М = 485.576 кНсм2;

Мдеф = М / x = 485.576 / 0.904 = 537.108 кНсм2

Na = –0.5N + Мдеф / kw e ;

Na = –0.5 ∙33.513 + 537.108 / (0.928 ∙ 20)= 10.544 кНсм – N max

Требуемая площадь поперечного сечения анкерных болтов:

ko = 0.8 – коэффициент влияния концентрации напряжений в сечениях с винтовой нарезкой;

kс = 0.85 – коэффициент условий работы спаренных тяжей.

Принимаем 2 анкерных болта класса AI Æ14 с Aнт = 3.080 см2 > Атр =0.689 см2

4.6.2. Конструктивный расчет башмака колонны

Расчет нагельных болтов

Определение количества болтовых нагелей, необходимых для закрепления металлических накладок к стволу колонны: