Расчет колонн

Расчет центрально-сжатой колонны начинают с определения расчетной продольной N. Требуемая площадь сечения может быть определена из условия обеспечения устойчивости центрально-сжатого стержня. Определяем требуемую площадь колонны .

Для предварительного расчета коэффициент продольного изгиба принимается: для стальных колонн равным 0,85, для алюминиевых 0,6...0,75.

По найденному значению подбирается по сортаменту. Требуется, чтобы гибкость колонны не превышала 120.

Размеры составного Н-образного сечения из 3-х листов выбирается следующим образом:

· Сечение принимается близким к квадратному.

· Высота сечения для колонн высотой 10...2 м принимается равной (1/15...1/20) l. Толщины листов назначают: для поясов и стенки .

При этом, если в правильно подобранных сечениях балок площадь 2-х поясов равна площади стенки, то в колоннах площадь 2-х поясов находится в пределах 0,7...0,8 от общей площади сечения. Вышеприведенных данных достаточно для предварительного выбора сечения Н-образной колонны при составлении архитектурного проекта здания. Точный подбор сечения Н-образной колонны, помимо проверки напряжений, требует также проверки элементов сечения по потере местной устойчивости. Так устойчивость стенки Н-образной колонны определяется по гибкости стенки , где наибольшая условная гибкость стенки , а - условная гибкость колонны.

Если окажется больше значения, полученного из вышеприведенного выражения,то это будет означать, что устойчивость принятой стенки колонны не обеспечена и ее необходимо укрепить продольным ребром, а также поперечными ребрами, которые ставятся на расстоянии (2,5..3) h. Во всех случаях не должна превышать 75.

Устойчивость поясов колонн также зависит от общей гибкости колонны и предельные свободные свесы принимаются по СНиП II -23-81*.

Назначение размеров квадратных колонн из 4х листов осуществляется из следующих соображений:

· При колоннах в зданиях высотой 4...6 этажей размер высоты сечения колонн принимается в пределах 250 мм. Оптимальными являются колонны сечением 400 х 400 мм, при этом гибкость таких колонн находится обычно в пределах , а коэффициент продольного изгиба принимается равным 0,96...0,90.

· В высоких зданиях, например, до 30-ти этажей, в нижней части сечение колонны может быть принято 300...500 мм. Толщины до t_w составляют 20...40 мм. В коробчатых колоннах листы меньше защемлены в углах и поэтому предельная гибкость стенок при составит , а при составит но не более 1,6 по СНиП II -23-81*.

Для составных сжатых стержней (рис.7.2.), ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) должен определяться по табл. 72 СНиП II -23-81* с заменой в на . Значение следует определять в зависимости от значений приведенных в таблице.

Таблица 7.1

Тип

Схема

Приведенные гибкости составных стержней сквозного сечения

сече ния

сечения

с планками при

с решетками

- расстояние между осями ветвей;

- расстояние между центрами планок;

- наибольшая гибкость всего стержня;

- гибкости отдельных ветвей при изгибе их в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1, 2-2 и 3-3, на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов;

- площадь сечения всего стержня;

и

- площади сечений раскосов решеток (при крестовой решетке – двух раскосов), лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2;

- площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке – двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);

и

- коэффициенты, определяемые по формуле

где

- размеры элементов одной панели, определяемые по СНиП II -23-81*;

- коэффициенты, определяемые соответственно по формулам:

здесь

- моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1-1 и 3-3 (для сечений типов 1 и 3);

- то же, двух уголков относительно осей соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2);

- момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси (рис. 3);

- моменты инерции сечения одной из планок, лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2).

В составных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами.

Гибкость отдельных ветвей и на участке между планками должна быть не более 40.

В составных стержнях с решетками гибкость отдельных ветвей между узлами должна быть не более 80 и не должна превышать приведенную гибкость стержня в целом. Допускается принимать более высокие значения гибкости ветвей, но не более 120, при условии, что расчет таких стержней выполнен по деформированной схеме.

Расчет составных элементов из уголков, швеллеров и т. п., соединенных вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что наибольшие расстояния на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов не превышают: для сжатых элементов - 40 ;для растянутых элементов - 80 .

Здесь радиус инерции уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений - минимальный.

При этом в пределах длины сжатого элемента следует ставить не менее

двух прокладок. Расчет соединительных элементов (планок, решеток) сжатых составных стержней должен выполняться на условную поперечную силу принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

где - продольное усилие в составном стержне;

- коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.

Дата добавления: 2015-08-18