Сплошные центрально-сжатые колонны. Типы сечений, порядок расчета, подбор сечения стержня колонны.

Расчет стержня колонны

1. Подсчитывается нагрузка на колонну (сила F).

2. Определяется расчетная длина в обоих направлениях.

где – коэффициент расчетной длины,

- геометрическая длина колонны.

3. Ориентировочное определение требуемой площади сечения стержня колонны.

где  – ориентировочное значение коэффициента .

4.Определения габаритов сечения b и h.

,              

где ,  – коэффициенты, определенные по таблицам.

,      ,      = ,        – по принятому  из таблиц.

5. Подбор толщины стенки и поясов.

Общая площадь сечения распределяется между поясами и стенкой так, чтобы около 80 % приходилось на долю поясов.

Тогда толщина стенки                                 

Требуемая толщина одного пояса  

С учетом толщины проката округляют значения  и .

Скомпоновав сечение, т.е. назначив размеры , , , , , производят проверку подобранного сечения.

6. Определяются фактические геометрические характеристики.

По наибольшей гибкости (которая не должна превышать предельного значения =120) по таблицам определяют значение j.

7. Затем проверяют общую устойчивость стержня колонны.

При недонапряжении более чем на 5 % производят корректировку принятого сечения. Кроме того, проверяется местная устойчивость стенки и поясов.

8. Местная устойчивость стенки обеспечена если:

при условной гибкости стержня колонны            

и                                 

при условной гибкости стержня колонны             .

9. Местная устойчивость пояса обеспечена если:

Практически сечения стержней сплошных колонн подбирают следующим образом:

1) Определяют ориентировочно требуемую площадь сечения см2, для чего задаются приближенным значением коэффициента продольного изгиба

= (0,70,9);

.

2. Определяют ориентировочно высоту сечения колонны h, которая не должна быть менее 1/15-1/20 высоты колонны. Генеральные размеры сечения h и b можно также находить исходя из предельной гибкости .

      и          ,

где  и - определяют по таблицам.

Обычно колонны проектируют с гибкостью 60-80 (меньше предельной), поэтому при определении генеральных размеров сечения вместо , подставляют значения 60—80.

                      и         

3. По требуемой площади A и высоте сечения h колонны, с учетом сортамента стали, компонуют сечение стержня колонны.

В сварном двутавре толщину стенки принимают обычно = 6-14 мм, а толщину поясов = 8-40 мм (сечение экономичнее, когда больше металла сосредоточено в поясах, поэтому стенка должна быть как можно тоньше). Обычно ширину пояса обычно не делают больше высоты сечения .   при компоновке сечения поясов и стенки, для обеспечения их местной устойчивости.

4. Вычисляют геометрические характеристики сечения колонны и проверяют ее прочность, устойчивость и гибкость (не должна превышать ). Если сечение, оказалось, по каким-либо показателям неудовлетворительным, его корректируют.