Расчет и конструирование стержня сплошной колонны. Расчет и конструирование стержня сквозной колонны
Колонны производственных зданий работают на внецетренное сжатие. Значения расчетных усилий: продольной силы N, изгибающего момента в плоскости рамы Мх и поперечной силы Qх определяют по результатам статического расчета рамы. При расчете колонны проверяют ее прочность и местную устойчивость элементов. Для обеспечения нормальных условий эксплуатации колонны должны обладать необходимой жесткостью.
Сечения ступенчатых колонн подбирают раздельно для каждого участка постоянного сечения (верхней и нижней частей колонн)
Сплошная колонна. Для колонн с небольшими усилиями, а также в случаях, когда изгибающий момент может действовать как в одну, так и в другую сторону применяют симметричные сечения из: а) прокатного двутавра типа Ш; б) двутавра составного сечения. При больших усилиях с односторонним моментом проектируют несимметричные сечения различного вида. Расчет стержня колонны производится в такой последовательности: Определяют расчетную длину колонны в плоскости рамы для верхней и нижней частей отдельно: для нижней части lx1= l1; для верхней части lx2= l2, где l1 и l2 – геометрические длины соответственно нижней и верхней частей колонны; и – коэффициенты приведения расчетной длины, определяемые по СНиП или таблицам в учебнике. Расчетная длина нижней части колонны из плоскости рамы ly1=l1. Расчетная длина верхней части колонны из плоскости рамы ly2=l2 – hп.б., где hп.б.– высота подкрановой балки. Подбор сечения верхней части колонны. Для верхних надкрановых частей ступенчатых колонн применяются, как правило, симметричные двутавры. Требуемая площадь сечения колонны определяется по формуле где N – продольная сила для верхней части колонны, определяемая из расчета рамы; – коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии. – зависит от условной гибкости стержня и приведенного эксцентриситета , где – гибкость верхней части колонны относительно оси x-x; – коэффициент влияния формы сечения; – относительный эксцентриситет, здесь – ядровое расстояние; – эксцентриситет приложения силы N. Для симметричного двутаврового сечения можно принять: где h – высота сечения верхней части колонны, назначенная при компоновке рамы. Тогда ; По полученным значениям mx и по таблицам определяют . В первом приближении можно принять соотношение площадей полки и стенки . Зная величину приведенного эксцентриситета и условную гибкость , по таблицам определяют значение ., а затем и требуемую площадь сечения Атр
Компоновка сечения По требуемой площади Атр подбирают из сортамента широкополочный двутавр типа Ш или компонуют составное сечение из трех листов. При составном сечении применяют для поясов листы ; для стенки . Наиболее выгодным по расходу стали является тонкостенное сечение. Минимальная толщина листов ограничивается условиями местной устойчивости. При компоновке сечения ориентировочная ширина полки может быть определена из условия , где l2 – геометрическая длина верхней части колонны. Ориентировочно толщина полки может быть определена из соотношения: . Ориентировочно толщина стенки может быть определена по формуле: , . Округлив полученные значения толщин стенки и поясов до целых значений в милиметрах, а ширину полки до значений, кратных 10 мм, определяют площадь полученного сечения. Скомпонованное сечение должно удовлетворять требованиям, обеспечивающим местную устойчивость стенки и поясов (полок). Устойчивость стенки обеспечивается, если отношение не превышает значений, указанных в таблице.
Примечание. При промежуточных значениях m определяется линейной интерполяцией между , вычисленными при m=0,3 и m=1. Толщина стенки из условия местной устойчивости получается довольно большой, что делает сечение неэкономичным, особенно при высоте сечения 700 мм и более. В ряде случаев целесообразно уменьшить толщину стенки, приняв (tw=6,8,10,12мм) и обеспечить ее устойчивость постановкой продольных ребер жесткости, расположенных с одной или с двух сторон стенки. Продольные ребра включаются в расчетное сечение колонны. Постановка продольных ребер увеличивает трудоемкость изготовления колонны и целесообразна только при большой ее ширине (более 1000мм). Поскольку переход стенки в критическое состояние не ведет к потере несущей способности колонны, нормы проектирования допускают использование закритической работы стенки. В этом случае неустойчивую часть стенки «а» считают выключившейся из работы и расчетное сечение колонны включают два крайних участка стенки шириной по . Исключение части стенки из расчетного сечения учитывается только при определении площади сечения А; все остальные геометрические характеристики определяются для целого сечения. Устойчивость полок двутаврового сечения обеспечивается если . Обозначения смотреть рисунок раздела 2 ч. I. Для других типов сечений указаны в нормах проектирования. Определяют геометрические характеристики принятого сечения: A; Ix; Iy; Wx; ix; iy. Проверяют устойчивость верхней части колонны в плоскости действия момента где .внА – определяется по разделу 2.1 Проверяют устойчивость верхней части колонны из плоскости действия момента , где – коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии; С – коэффициент, учитывающий влияние момента Мx при изгибно-крутильной форме потери устойчивости и определяется по формулам и таблицам, изложенным в СНиП и учебниках.
Сквозная колонна.
Нижняя часть (подкрановая) решетчатой (сквозной) колонны состоит из двух ветвей – наружной (шатровой) и внутренней (подкрановой), связанных между собой соединительной решеткой в двух плоскостях (по граням ветвей). Для колонны средних рядов проектируют обычно симметричного сечения с ветвями из прокатных профилей (двутавр типа Ш) или составного сечения. Нижняя (решетчатая) часть колонны работает как ферма с параллельными поясами. От действующих в колонне расчетных усилий N и M в ее ветвях возникают только продольные усилия. Поперечную силу Q воспринимает решетка. Несущая способность колонны может быть исчерпана в результате потери устойчивости какой – либо ветви (в плоскости или из плоскости рамы) или в результате потери устойчивости колонны в целом (в предположении, что она работает как единый, сквозной стержень).
Определение расчетных длин колонн Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости и из плоскости рамы определяются так же, как и в сплошной колонне. Подбор сечения верхней части колонны. Подбор сечения, компоновка, проверка устойчивости в плоскости действия момента и из плоскости действия момента производится так же, как и в сплошной колонне. Подбор сечения нижней части колонны. Ориентировочное положение центра тяжести сечения определяется по формулам ; , где М1 – момент, догружающий ветвь 1; М2 – момент, догружающий ветвь 2. Усилия в ветвях колонны определяются по формулам. В ветви 1 ; в ветви 2 . Требуемая площадь сечения ветвей определяется по формулам. ; . Затем производится компоновка сечения ветвей. Ширину ветвей для обеспечения устойчивости колонны из плоскости рамы принимают , где lн – расчетная длинна нижней части колонны (или ее участка) из плоскости рамы. Ветви колонны работают на центральное сжатие, поэтому местная устойчивость полок и стенки каждой ветви должна обеспечиваться так же, как и в центрально – сжатых колоннах. После этого определяют геометрические характеристики принятых сечений обеих ветвей и всего сечения в целом. По вышеприведенным формулам уточняют значение продольных сил Nb1 и Nb2 в ветвях. Затем производят проверку устойчивости ветвей в обеих плоскостях. Устойчивость ветви 1 в плоскости колонны (рамы) . Устойчивость ветви 1 из плоскости колонны (рамы) . где – коэффициент продольного изгиба, при центральном сжатии, определяемый по гибкости ветви 1. (здесь i1 – радиус инерции сечения относительно оси 1 – 1, lb1 расчетная длинна ветви в плоскости колонны, равная расстоянию между узлами крепления решетки); – коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии, определяемый по гибкости (здесь iy – радиус инерции сечения ветви относительно оси y – y; ly – расчетная длина ветви из плоскости колонны (рамы) равная обычно высоте нижней части колонны) – площадь сечения ветви 1. Аналогично проверяется устойчивость ветви 2.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3215)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |