Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Подбор сечения стержня сплошной центрально сжатой колонны.




Обычно сечение сплошной колонны проектируют в виде широкополочного двутавра, прокатного или сварного, наиболее удобного в изготовлении с помощью автоматической сварки и позволяющего просто осуществлять примыкание поддерживаемых конструкций. Различные типы сечений сплошных колонн показаны на рис. 23 и 24.

Рис. 23. Открытые сечения сплошных стержней

Рис. 24. Замкнутые сечения сплошных стержней

Чтобы колонна была равноустойчивой, гибкость ее в плоскости оси х

должна быть равна гибкости в плоскости у.

Подбор сечения сплошной колонны.

Задавшись типом сечения колонны, определяем требуемую площадь сечения по формуле

Чтобы предварительно определить коэффициент , задаемся гибкостью колонны

Для сплошных колонн с расчетной нагрузкой до 1500—2500 кН и длиной 5—6 м можно задаться гибкостью λ= 100—70, для более мощ­ных колонн с нагрузкой 2500—4000 кН гибкость можно принять λ= 70—50. Задавшись гибкостью λ и найдя соответствующий коэффици­ент φ, Определяем в первом приближении требуемую площадь по формуле (8.5) и требуемый радиус инерции, соответствующий заданной гибкости:

Зависимость радиуcа инерции от типа сечения приближенно выражается формулам:

Отсюда определяются требуемые генеральные размеры сечения колонны:

В сплошных колоннах двутаврового сечения коэффициент α1 примерно в два раза больше коэффициента α2, поэтому определяют требуемый размер b, а h принимают по конструктивным и производственным соображениям, руководствуясь, например, возможностью заводки между полками колонны балки при примыкании ее к стенке или возможностью приварки автоматом (трактором) полок к стенке и т. п.

Установив генеральные размеры сечения b и h, подбирают толщину поясных листов (полок) и стенки исходя из требуемой площади колонны Aтр и условий местной устойчивости.

Отношения ширины элементов сечения (полок, стенки) к их толщине подбирают так, чтобы они были меньше предельных отношений, устанавливаемых с точки зрения равнопрочности стержня в целом и его элементов.

В первом приближении обычно не удается подобрать рациональное сечение, которое удовлетворяло бы трем условиям (Атр, bтр, hтр), так как при их определении исходная величина гибкости была задана произвольно. Выяснив несоответствие, указанные величины корректируют. Если заданная гибкость λ принята очень большой, то получается слишком большая площадь при сравнительно малых размерах b и h. Следовательно, надо увеличить сечение, одновременно уменьшив площадь Aтр, т. е. уменьшить принятую гибкость.

Если принятая гибкость чрезмерно мала, то получается слишком малая площадь при сильно развитом сечении, тогда Aтр следует увеличить, уменьшив, размеры сечения.



Откорректировав значения А, b и h, производят проверку сечения

и напряжения

Если нужно, вносят еще одну поправку в размеры сечения, обычно последнюю.

После окончательного подбора сечения производят его проверку определением фактического напряжения.

При незначительных усилиях в колонне ее сечение подбирают по предельной гибкости порядка 120, установленной СНиП, для чего определяют минимально возможный радиус инерции:

и, установив по нему наименьшие размеры сечения,

окончательно подбирают сечение по конструктивным соображениям исходя из наименьшей возможней толщины элементов (по условиям устойчивости).

Проверка несущей способности трубобетонной колонны производит­ся по формуле

Приведенная гибкость определяется по формуле

Конструктивное оформление и фактическая работа стержня колонн. В колоннах, работающих на центральное сжатие, сдвигающие усилия между стенкой и поясами незначительны, так как величина поперечной силы, возникающей от случайных воздействий, невелика. Поэтому поясные швы в сварных колоннах принимаются конструктивно в зависимости от марки стали и толщины свариваемых элементов.

В колоннах, не эксплуатируемых в средне- и сильноагрессивных средах и не возводимых в климатических районах I1, I2, II2 и II3 (при температуре меньше-50 °С, см. СНиП), поясные швы можно выполнять односторонними.

Толщину стенки колонны следует принимать возможно меньшей, так как сечение стенки, не увеличивая момента инерции относительно оси - у, увеличивает площадь и, следовательно, уменьшает радиус инерции и жесткость колонны. В случае прикрепления мощных балок стенка не должна быть чрезмерно тонкой, так как в противном случае она оказывается перенапря­женной в месте прикрепления балок.



Из условия местной устойчивости наибольшее отношение расчетной высоты стенки h0 к ее толщине t определяется по формулам, приведенным в табл., а отношение свеса полки b0 колонны двутаврового сечения к ее толщине tП (рис.) в колоннах с условной гибкостью λ от 0,8 до 4 должно удовлетворять условию

 

При укреплении стенки парным ребром установленные значения h0/t (табл.) следует умножать на коэффициент, определяемый по формуле

При расположении ребра с одной стороны стенки его момент инерции должен вычисляться относительно оси, совмещенной с ближайшей гранью стенки.

Продольное ребро жесткости следует включать в расчетное сечение площади стержня.

Для укрепления контура сечения и стенки колонны ставятся поперечные ребра жесткости на расстоянии 2,5-3 м одно от другого, на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер.

Иногда по условиям гибкости колонны (например, при большей высоте колонн) приходится проектировать ее сечение с широкими полками, которые при недостаточной толщине могут оказаться неустойчивыми. В этих случаях для обеспечения устойчивости полок целесообразно укрепить их продольными ребрами, приваренными по кромкам (рис. 1, б). Эти ребра проектируют непрерывными по всей высоте колонны и при расчете вводят в состав сечения. В колоннах из тонких элементов ребра могут быть замены отгибами.

На фактическую работу сплошных колонн существенное влияние оказывают местные погнутия листов, следствием которых являются более раннее развитие в листах пластических деформаций и потеря ими устойчивости.

В сквозных колоннах очень большое внимание следует уделять конструкции решеток. Недостаточное внимание к их конструкции неоднократно приводило к авариям. При хорошем центрировании и хорошем состоянии решеток фактические критические напряжения сквозных колонн близки к теоретическим (при расчете по приведенной гибкости).

Случайные эксцентриситеты приложения нагрузки имеют существенное влияние, однако они компенсируются тем, что фактическое закрепление колонн обычно более жесткое, чем принимаемое в расчете.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.005 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал