Розрахунок і конструювання стрижня позацентрово стиснутих колон

суцільні колони

При розрахунку колон, у яких стискає навантаження прикладена ексцентрично по відношенню до осі колони, завжди можна перенести стискає силу на вісь, додавши при цьому, що вигинає момент. Віссю колони називається лінія, що з`єднує центри тяжкості перетинів.

У східчастих колон і вісь ступінчаста (фігури Розташування осей і габарити наближення крана і 161, б), що враховується при визначенні моментів, що діють на колону. Таким чином, підбір і перевірка перетину внецентренно стислій суцільний колони виробляються по поздовжній силі N, яка додається по осі, і моменту М, значення яких отримані в результаті статичного розрахунку рами або окремо стоїть колони.

Вибір типу колони, а також типу і висоти її перетину звичайно проводиться в процесі вирішення схеми споруди в цілому.

При підборі, перетину відповідно до обраної висотою його намічається площа перетину. Як вказувалося в розділі Робота стали при відцентровому розтягуванні і стисненні, метою основних перевірок перетину позацентрово стиснутих стрижнів є забезпечення їх стійкості, як загальної, так і місцевої. Для забезпечення місцевої стійкості елементів перетину, згідно НіТУ, необхідно / щоб виступаючі частини необлямовані листів не перевищували 15 товщини, а стінка задовольняла співвідношенню h0/ delta- lt; 70 (дивіться Місцева стійкість).

Як уже зазначалося в розділі Робота стали при відцентровому розтягуванні і стисненні, основними формулами для перевірки позацентрово стиснутих стрижнів на стійкість є:

при е1 le- 4

Формула (19.VIII)

при е1 gt; 4

Формула (20.VIII)

де e1 - розрахунковий відносний ексцентрісітет-

Формула (21.VIII)

е = M / N - ексцентриситет прикладання навантаження щодо

осі перетину (значення інших величин дивіться розділ Робота стали при відцентровому розтягуванні і стисненні). Щоб скористатися цими формулами для початкового визначення необхідної площі перерізу колони, наприклад, формулою (19.VIII), необхідно знайти по табл. 2 додатки II значення phi-вн, яке визначається в залежності від гнучкості колони lambda- і розрахункового відносного ексцентриситету e1.

Відео: Ядро перетину

Необхідні для визначення гнучкості розрахункові довжини, як вже зазначалося вище, приймаються за формулою

Формула

де mu- - коефіцієнт приведення довжини. Для колон постійного перерізу з чітко вираженими умовами закріплення (вільне володіння верхній кінець, шарнір або повне защемлення) коефіцієнт mu- приймається по таблиці Розрахункові довжини стиснутих стрижнів. Розрахункові довжини колон, які є елементами поперечних рам, при визначенні їх гнучкості в площині дії згинального моменту, обчислюються наступним чином.

Для колон постійного перерізу, жорстко (пружно) з`єднаних з ригелем рами, при різних закріпленнях в фундаменті коефіцієнт mu-. визначається в залежності від співвідношення погонних жорсткостей ригеля і колони k і приймається по таблиці нижче:

Формула (22.VIII)

де ip = Jp/ L-

iдо = Jдо/ l

Jр - момент інерції ригеля в середині пролета-




L - проліт рігеля-

Jдо - момент інерції Колони

l - висота колони до ригеля.

Якщо ригелем рами є кроквяна ферма, то

Формула (23.VIII)

Закріплення в фундаментіk
00,20,30,51,02,03,0ge- 10
жорстке2,01,51,41,281,161,081,061,0
шарнірне-3,423,02,632,332,172,112,0

Для східчастих колон, жорстко закріплених в фундаментах анкерними болтами, значення коефіцієнта mu- визначають окремо: для нижньої ділянки колони mu-1, для верхньої ділянки колони mu-2. значення mu-1 знаходять по таблиці в залежності той величин

Формула (24.VIII)

де l1, J1 і N1 - висота, момент інерції і поздовжнє зусилля нижньої ділянки Колони

l2, J2 і N2 - то ж, для верхньої ділянки.

значення mu-2 для верхньої ділянки колони визначається формулою

Відео: Розрахунок балки в додатку easeSolve

Формула (25.VIII)

Визначивши розрахункову довжину в площині дії моменту, знаходять гнучкість колони, причому радіус інерції rх приймають приблизно, користуючись таблицею Наближені значення радіусів інерції перетинів колон.

Для визначення розрахункового відносного ексцентриситету е1 за формулою (21.VIII) знаходять коефіцієнт впливу форми перерізу eta- (по табл. 4 додатка II), ексцентриситет е = M / N і

Формула

де z - відстань від найбільш віддаленого стисненого волокна до центра ваги перерізу (при симетричному перетині 2 = 0,5h, при несиметричному перерізі відстань до осі внутрішньої гілки здебільшого знаходиться в межах 0,4 h / 0,45 А).

Таблиця Значення коефіцієнтів mu-1 для східчастих колон.

За гнучкості колони lambda- і розрахунковому відносного ексцентриситету е1 можна визначити phi-вн, а потім і необхідну площу перерізу колони Fбр з формули (19.VIII). При значеннях e1 gt; 4 необхідну площу перерізу колони визначають аналогічно, виходячи з формули (20.VIII).

Знайдену площа перетину розподіляють між стінкою і гілками колони.

При явному перевищенні моменту одного знака над іншим (наприклад, в крайніх колонах Багатопрогоновий цеху) на стиснуту гілка доводиться (0,4 / 0,5) F, на стінку (0,4 / 0,35) F і на зовнішню гілку приблизно 0 , 2F. У симетричних перетинах на гілки припадає близько 0,6F і на стінку близько 0,4F.

Ширина гілки (або ширина перерізу колони) повинна бути достатньою для забезпечення загальної стійкості колони із площини рами. Зазвичай цю ширину призначають в межах b = ((1/0) / (1/30)) l1 (Висоти підкранової частини колони). Іншу, менш завантажену, гілка зазвичай роблять такий же (або близькою до неї) ширини, виходячи з конструктивних міркувань, т. Е. Зручності прикріплення бази колони до стержню.emsp-



Суттєве значення має вибір товщини стінки колони, пов`язаної з її стійкістю. Як вже зазначалося, при відношенні h0/ delta- le- 70 стінка колони (зі сталі Ст. 3) у всіх випадках стійка. при h0/ delta- gt; 70 необхідна перевірка стінки на стійкість, яка здійснюється за формулою

Формула (26.VIII)

тут sigma- - розрахункове напруження в найбільш стислому волокні стінки, певне без введення коефіцієнтів phi- і phi-вн (В т / см2) -

m - коефіцієнт умов роботи Колони

Відео: Сопромат Розтягування і стиснення Завдання 1

alpha-00,20,40,60,811,21,41,61,82,0
k3 1,141,261,421,631,882,222,673,264,25,256,3

Стінку тонше 8 мм робити не рекомендується. Якщо стійкість стінки не забезпечена, можна зміцнити її поздовжнім парним ребром на всю висоту колони, як зазначено вище для колон центрально навантажених.

Здебільшого у випадках, коли стійкість стінки виявляється не забезпеченої, припускають, що стінка вимикається з роботи, за винятком крайніх її ділянок, що примикають до гілок, розмірами по 15 delta- з кожного боку. При цьому колона стає як би наскрізний, а стінка грає роль решітки.


Розрахунковий перетин колони з нестійкою стінкою

Розрахунковий перетин колони з нестійкою стінкою


У всіх випадках, коли гнучкість стінки h0/ delta- gt; 70, необхідно ставити через (2,5 / 3) h0 поперечні ребра, які пов`язують перетин в єдине ціле, забезпечуючи більшу жорсткість його при можливому скручивании колони.

У потужних колонах приблизно через 4 м ставлять на ширину всього перерізу діафрагми, які також повинні забезпечити жорсткість колони.

Крім перевірки внецентренно стислій колони в площині згину, необхідна завжди перевірка її на стійкість в площині, перпендикулярній площині дії моменту. Ця перевірка проводиться за формулою

Формула (28.VIII)

де phi-у - коефіцієнт поздовжнього вигину, приймається за табл. 1 додатка II в залежності від гнучкості lambda-у, в напрямку, перпендикулярному до площини дії моменту-

с - коефіцієнт впливу моменту на стійкість позацентрово стиснутого елемента з урахуванням згинально-крутильній форми втрати стійкості

Формула (29.VIII)

Відео: Неприпустимі розбіжності в розрахунках залізобетонних обробок тунелів по різним ЕОМ-програм

тут beta- = 1 при lambda-у з 100 і beta- = 0,6 / phi-у при lambda-у gt; 100 (для сталі Ст. 3)

при значеннях lambda-у gt; 100 коефіцієнт с не повинен перевищувати значень, наведених у таблиці.

Граничні значення коефіцієнта з

M / Nh00,20,40,60,811,21,41,61,822,5 і більше
Найбільші значення коефіцієнта з10,90,750,610,510,440,390,340,310,270,240,21

Тут М - розрахунковий момент-N - поздовжня сила в розглянутому сеченіі- h - висота перерізу.

Розрахункові довжини колон у напрямку вздовж будівлі приймаються, як правило, рівними відстаням між закріпленими точками (наприклад, від опори колони до підкранової балки або від підкранової балки до поздовжньої зв`язку по колонах і т. П.).

«Проектування сталевих конструкцій»,
К.К.Муханов




Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Увага, тільки СЬОГОДНІ!