Центрально-сжатые сплошные колонны. Типы сечений. Расчет и конструирование стержня сплошной колонны.

Сплошные колонны - главные оси х, у которых пересекают материал стержня колонны

Типы сечений стержня

Наиболее простая колонна получается из прокатного двутавра Наиболее распространены составные двутавровые сечения (б, в), По затрате металла наиболее экономичны колонны трубчатого сечения (г). В последние время нашли применение колонны из широкополочныхдвутавров. Это сечение обладает достаточно большой жесткостью как в плоскости, так и из плоскости стенки и является весьма экономичным. Другие сечения (с, д, е, ж, з)применяются редко.

Расчет колонны проводится в такой последовательности:

1.Расчет стержня

2.Расчет базы

3.Расчет оголовка

Расчет стержня колонны

1. Задаются типом сечения.

2. Выбирают расчетную схему.

3. Подсчитывается нагрузка на колонну.

Сила N=2Qmax·1.01 ,

Где коэффициент 1,01 учитывает собственный вес колонны.

4. Определяется расчетная длина в обоих направлениях.

где –коэффициент расчетной длины,

- геометрическая длина колонны.

5. Определяем требуемую площадь сечения.

Чтобы определить коэффициент , задаемся гибкостью

при N=1500-2500 кН, l=5-6 м,

при N=2500-4000 кН,

В зависимости от класса стали и гибкости определяем по таблице СНиП. Определяем в первом приближении  и , соответствующий заданной гибкости.

6. Определяем габариты сечения.

Зависимость радиуса инерции от типа сечения приближенно выражается по формулам:

h и b - высота и ширина сечения.

Отсюда определяются требуемые генеральные размеры сечения:

Для сплошных двутавровых колонн поэтому обычно определяют «b», а «h» принимают по конструктивным и производственным соображениям.

7. Затем подбирают исходя из требуемой площади колонны и условий местной устойчивости.

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

Требуемая толщина одного пояса

С учетом толщины проката округляют значения  и .

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

8. Определяются фактические геометрические характеристики.

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

9. Затем проверяют общую устойчивость стержня колонны.

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

10. Местная устойчивость пояса обеспечена если:

11. Местная устойчивость стенки обеспечена если:

при условной гибкости стержня колонны

при условной гибкости стержня колонны

, где

условная гибкость стержня колонны     

При стенки укрепляют поперечными ребрами жесткости на расстоянии , но не менее 2 ребра на отправочный элемент.