Подбор сечения верхней части колонны.

Сечение верхней части колонны обычно проектируют двутаврового сечения. При этом предпочтение отдают прокатным двутаврам типа Ш. При невозможности подобрать сечение из прокатного профиля, а также при соответствующем обосновании применяют составное сварное сечение (рисунок 20 ).

Рисунок 20

 

Высоту сечения принимают равной ширине соответствующей части колонны (h _в), которую назначают в соответствии с правилами компоновки поперечника.

Расчетные комбинации усилий для рамных колонн составляют по результатам статического расчета поперечника для характерных сечений колонны.

Внецентренно-сжатые колонны рассчитывают на прочность и устойчивость. Основные расчетные формулы приведены [18].

Расчет на прочность внецентренно-сжатых колонн, выполненных из стали с нормативным сопротивлением  Н/мм², не подвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, при напряжениях   и  следует выполнять по формуле

(37)

где  − абсолютные значения соответственно продольной силы и изгибающего момента при наиболее неблагоприятном их сочетании;

 − коэффициенты, принимаемые по таблице.Е.1 [18];

 − минимальный момент сопротивления сечения нетто относительно оси х-х.

Коэффициент условий работы  согласно таблицы 1 [18]  для колонн одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами принимают равным 1, 05

В других случаях внецентренно-сжатые колонны рассчитывают на прочность в пределах упругих деформаций по формуле:

(38)

где  − момент инерции сечения нетто относительно оси х-х;

y – координата рассматриваемой точки сечения относительно оси х-х.

Расчет на прочность внецентренно-сжатых колонн по формуле (37) выполнять не требуется при значении приведенного относительного эксцентриситета , отсутствии ослабления сечения и одинаковых значениях изгибающих моментов, принимаемых в расчетах на прочность и устойчивость

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых колонн выполняют в плоскости действия момента (плоская форма потери устойчивости) и из плоскости действия момента (изгибно-крутильная форма потери устойчивости).

Расчет на устойчивость колонн (участков) постоянного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, выполняют по формуле:

(39)

где  − коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом;

А – площадь сечения стержня брутто.

Коэффициент  для сплошностенчатых стержней определяют по таблице Д.3 [18] в зависимости от условной гибкости стержня  и приведенного относительного эксцентриситета .

Условная гибкость стержня  определяется по формуле:

(40)

где  − гибкость стержня;

 − расчетная длина стержня колонны;

 − радиус инерции сечения.

Приведенный относительный эксцентриситет определяется по формуле

(41)

где − коэффициент влияния формы сечения, определяемый по таблице Д.2 [18];

 − относительный эксцентриситет (здесь  − эксцентриситет;  − момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна);

А – площадь сечения брутто.

Расчетные значения продольной силы N и изгибающего момента М в элементе следует принимать для одного и того же сочетания нагрузок из расчета системы по недеформируемой схеме в предположении упругих деформаций стали.

При этом значения М следует принимать равными для ступенчатых колонн − наибольшему моменту на длине участка постоянного сечения.

При значениях  расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов.

При этом должны быть рассмотрены всевозможные комбинации усилий и установлены наиболее невыгодные из них. Если для одних комбинаций усилий , а для других  , то колонна должна рассчитываться на прочность и на устойчивость.

Расчет внецентренно-сжатых сплошностенчатых колонн на устойчивость из плоскости действия момента при изгибе в плоскости наибольшей жесткости  , совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле:

(42)

где  − коэффициент устойчивости при центральном сжатии в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба y-y, определяемый по таблице Д.1 [18] в зависимости от условной гибкости  и типа сечения (таблица 13);

с – коэффициент, принимаемый в зависимости от значения относительного эксцентриситета , который вычисляют по формуле

Таблица 13

Коэффициент с в формуле (42) следует определять:

при значениях по формуле

(43)

где  ‒ коэффициенты, определяемые по таблице 14;

при значениях относительного эксцентриситета  по формуле:

(44)

где  − коэффициент устойчивости при изгибе, определяемый по приложению Ж [18] как для балки с двумя и более закреплениями сжатого пояса;

при значениях относительного эксцентриситета  по формуле:

(45)

где с₅ определяется по формуле (43) при  а с₁₀ − по формуле (44) при [18].

При гибкости  коэффициент с не должен превышать c_max [18 приложение Д]:

для стержней двутаврового сечения с двумя осями симметрии – значений, определяемых по формуле:

(46)

где

‒ отношение расстояния между центром тяжести и центром изгиба сечения к высоте сечения h; ‒ эксцентриситет приложения сжимающей силы относительно оси  х‒ х, принимаемый со своим знаком ( в таблице 15 показан со знаком " плюс";  ‒ здесь  секториальный момент инерции сечения; ‒ момент инерции сечения при свободном кручении;  ‒ соответственно ширина и толщина листов, образующих сечение, включая стенку.

В случае если , в формуле (42) вместо с следует принимать c_max.

 

 

Таблица 14

Тип сечения	Схема сечения и эксцентриситет	Значения коэффициентов
		α при		β при
1		0, 7		1
Обозначения, принятые в таблице 14  ‒ значение  при

 

 

Таблица 15 ‒ Коэффициенты ω, α, β

При определении относительного эксцентриситета  в формулах (43)‒ (45) за расчетный момент следует принимать:

для стержней с концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости действия момента, − максимальный момент в пределах средней трети длины, но не менее половины наибольшего момента по длине стержня;

для стержней с одним защемленным, а другим свободным концом − момент в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки.

Момент вычисляют для сочетания нагрузок, соответствующего расчетному моменту при расчете по формулам (39) или (42).

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: