Расчет стержня колонны сквозного сечения

Расчетную сжимающую силу N и расчетные длины l_x и l_y вычисляют так же, как для сплошной колонны. Особенностью расчета сквозной колонны является определение оптимального расстояния между ветвями.

Подбор сечения колонны относительно материальной оси (рис. 20) производится так же, как и для колонны сплошного сечения, при этом расчетная гибкость принимается несколько меньшей.

l=90-60 при N£1500 кН и длине 5-7 м;

l=60-40 при N£2500-3000 кН и той же длине.

Определив требуемую площадь поперечного сечения (см. п. 8.1.), подбирают по сортаменту соответствующий прокатный профиль (табл.1 прил. 2).

Принятое сечение проверяют на устойчивость.

Рис. 20. Сечение сквозной колонны

Значение N должно быть скорректировано с учетом собственного веса колонны; j_х - определяется по фактической гибкости (см.п.7.1.).

Компоновка сечения колонны относительно свободной оси выполняется исходя из условия обеспечения равноустойчивости, при этом требуемая гибкость относительно свободной оси

(8.5)

где l₁ - гибкость ветви относительно собственной оси I-I, принимается £40.

Требуемый радиус инерции

Ширина сечения , где a_у - коэффициент по таблице 6.

Таблица 6

Значения коэффициента a_у для сквозного сечения колонны

Сечение
aу	0,52	0,44	0,6	0,43

Размер b’ принимается кратным 50 мм и должен быть больше ширины полок плюс зазор между полками на окраску - 100 мм.

Далее проектируют планки: ширина d_пл=(0,5-0,75)b_пл; толщина планки t_пл=6-12 мм; длина планки b_пл принимается равной расстоянию в свету между ветвями плюс 2×(20-30) мм, где 20-30 мм - напуск планок на ветви.

Момент инерции относительно свободной оси

(8.6)

I_b1 - момент инерции ветви относительно оси I-I, A_b - площадь сечения ветви, а - расстояние между центрами тяжести ветви и колонны (рис. 21).

Радиус инерции (8.7)

Гибкость (8.8)

Приведенная гибкость

при (8.9)

при (8.10)

где ; I_b1 - момент инерции сечения ветви относительно собственной оси, параллельной свободной оси; I_S - момент инерции сечения планки относительно собственной оси Z-Z (см. рисунок 18). b - расстояние между центрами планок принимается по предельной гибкости (l£l₁×i_b1+d_пл) с учетом унификации; l₁=l/i_b1 - гибкость ветви.

По l_еf находят j_y. Проверяют устойчивость стержня колонны относительно свободной оси.

(8.11)

8.4. Расчет планок

; (8.12)

где b - коэффициент принимается равным меньшему из двух значения

, или ; j - коэффициент принимается для составного стержня в плоскости соединительных элементов; j_мин - меньший из коэффициентов продольного изгиба (в плоскости соединительных элементов или в плоскости, перпендикулярной ей); s=N/A - напряжение сжатия в элементе.

Изгибающий момент и поперечная сила в месте прикрепления планки

; ,

где n - количество плоскостей соединительной решетки.

Кроме того, для обеспечения местной устойчивости планок необходимо выдержать соотношения

; (8.13)

Учитывая, что несущая способность планки больше, чем несущая способность сварных швов, прикрепляющих ее к ветви, проверяют прочность сварных швов. Равнодействующее напряжение

, (8.14)

где ; , или

,

где ; ,

Стержень колонны укрепляется диафрагмами через 3-4 м по высоте (см. рис. 22), при этом в отправочном элементе должно быть не менее 2-х диафрагм. Толщина диафрагмы принимается 8-14 мм.

Рис. 21. Соединительные планки Рис. 22. Диафрагма