Жесткие колонны в RF-/JOINTS Steel - Column Base

Техническая статья

При расчете конструкций не только определяются и рассчитываются внутренние силы и деформации. Расчет также гарантирует, что силы и моменты в конструкции будут обеспечивать надежную работу и передаваться на фундаменты. Dlubal Software предоставляет широкий спектр продуктов для расчета конструкций и проектирования стальных и деревянных соединений. Дополнительный модуль RF- / JOINTS Steel-Column Base позволяет проектировать опоры шарнирных и защемленных баз колонн. Конструкция может быть выполнена для обеих опорных плит колонны с ребрами жесткости или без них.

В этой статье представлен пример расчетов сечений колонн, установленных в подколоннике железобетонного фундамента. Этот пример также описан в [1].

Система

Колонна выполнена из профиля HEB 280 стали S 235 JR.

Рисунок 01 - Система и нагрузка согласно [1] Параметры геометрии базы колонны задаются в окне 1.4 модуля RF- / JOINTS в соответствии с [1]. Выбранная глубина заделки составляет 65 см.

Рисунок 02 - Окно 1.4 База колонны в RF-/JOINTS

Параметры плиты базы заданы в окне 1.5.

Рисунок 03 - Окно 1.5 Колонна в RF-/JOINTS

Внутренние силы

Доступны следующие расчеты внутренних сил.
NEd = 396,0 кН
VEd = 21,5 кН
MEd = -118,0 кН

Расчет требуемой высоты подколонника

Определяющая величина - это минимальная глубина заделки, на основе прочности бетона.

Рисунок 04 - Окно 3.1 Расчет – Резюме с подробными данными о требуемой высоте подколонника

Требуется минимальная глубина заделки 54,86 см. Она обеспечивается выбранной глубиной 65 см.

Расчет несущей способности сечения колонны

Распределение сил и моментов в колонне соответствует следующему распределению, согласно [1].

Рисунок 05 - Распределение сил и моментов в базе колонны согласно [1] Нормальное напряжение от максимального момента рассчитывается следующим образом:
σEd = N / A + max Me,d / Wy = 396,0 / 131,0 + 11 818,7 / 1 380,0 = 11,6 кН/см2

Для максимального касательного напряжения применяется следующее:
τEd = (max Ve,d ∙ Sy) / (Iy ∙ t) = (310,18 ∙ 767,00) / (19 270,00 ∙ 1,05) = 11,76 кН/см2

Соответствующие напряжения и подробности расчета также можно найти в таблице результатов, Прочность сечения.

Рисунок 06 - Окно 3.1 Расчет – Резюме с подробными данными о прочности секции колонны

Расчет колонны внутри подколонника

На рисунке [5] показаны места, соответствующие расчету. Сечение B-B на сжатой стороне является определяющим:

Нормальные напряжения вдоль X рассчитаны следующим образом:
σX,d = -N / A - Me,b,d / Iy ∙ z1 = -396,0 / 131,0 - 3 897,3 / 19 720,0 ∙ 9,8 = -5,0 кН/см2

В направлении Z действуют следующие нормальные напряжения:
σZ,d = 0,45 ∙ pRd / t ∙ αb = 0,45 ∙ 12,34 / 1,05 ∙ 0,55 = 2,90 кН/см2

Максимальное касательное напряжение:
τEd = (max Ve,d ∙ Sy,1) / (Iy ∙ t) = (310,18 ∙ 716,58) / (19 270,00 ∙ 1,05) = 10,99 кН/см2

Подробности расчета в окне 3.1 включают соответствующие напряжения и соотношения:

Рисунок 07 - Окно 3.1 Расчет – Резюме с подробными данными о расчете колонны в подколоннике

Программа завершает расчет анализом соединения на сжатие и сварных швов. Однако, это не объясняется в данной статье.

Выводы

RF-/JOINTS Steel - Column Base позволяет рассчитывать опорные части шарнирных и жестких баз колонн. Если колонна установлена в бетонный подколонник, дополнительный модуль определяет требуемую высоту подколонника, прочность сечения колонны и прочность колонны внутри опоры относительно возникающих напряжений растяжения и сжатия. Анализ завершается расчетом бетона под плитой базы на сжатие, а также расчетом сварных швов между опорной плитой и колонной.

Литература

[1] Kahlmeyer, E., Hebestreit, K., & Vogt, W. (2012). Stahlbau nach EC 3 (6th ed.). Cologne: Werner.
[2] Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings; EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[3] Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-8: Design of joints; EN 1993-1-8:2005 + AC:2009
[4] Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings; EN 1992-1-1:2004 + AC:2010
[5] Manual RF-/JOINTS. (2015). Tiefenbach: Dlubal Software. Скачать...

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами или ознакомьтесь с различными предлагаемыми решениями и полезными советами на странице часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com