 |
Работа центрально сжатых колонн под нагрузкой и
|
|
|
|
Предпосылки для расчёта по несущей способности
1. Изгиб стержня может быть продольный и поперечный – стр.87
2. Нормы учитывают безопасные величины продольного изгиба – это основа расчёта колонн
Расчёт центрально-сжатых колонн (стоек). Общие подходы
1. Предпосылка: нормальные напряжения σ в поперечном сечении распределены равномерно
2. По предельной способности несущая способность обеспечена, если:
N≤Ф N≤R∙А – базовая формула расчёта прочности
3. Продольный изгиб колонны уменьшает её несущую способность – это учитывает коэффициент продольного изгиба φ (< 1) – разный для разных материалов
N≤ φ ∙ R∙А – базовая формула при расчёте устойчивости
4. φ зависит от гибкости
λ = l0 \i
l0 – расчётная длина стержня
i – радиус инерции
λ = l0 \i
λ = μ∙l\ √I\А
l – геометрическая длина стержня
I – момент инерции
μ – коэффициент, стр .89
5. Характеристики сечение – стр,90
6. Форма изгиба колонны в её плоскости отличается от формы изгиба в плоскости, лежащей перпендикулярно плоскости колонны
l0х – расчётная длина стержня относительно оси х-х, l0у –оси у-у
7. Размеры сечения часто разные относительно осей изгиба, следовательно, разные iх, i и разные λх, λх
8. λпред (предельная гибкость) не должна быть превышена
9. Расчёт сжатых конструкций:
А) с ослаблениями под отверстия – расчёт на прочность и устойчивость
Б) без ослаблений – только на устойчивость
В) проверка на местную устойчивость – для отдельных участков
10. Типы задач:
Тип 1: определение размеров сечения колонны от заданной нагрузки N
А≥N\ φ∙R
Тип 2: - проверка несущей способности
|
|
|
N ≤ φ∙R∙А
После подбора сечения проверяется его несущая способность, поэтому при расчёте решают оба типа задач
Понятие о расчёте внецентренно-сжатых колонн
1. Напряжения в поперечном сечении распределяются неравномерно;
2. Расчёт более сложный;
3. Расчёт на прочность, общую устойчивость и на раскрытие трещин
4. Расчётные формулы
σmax ≤ Rсжатию
σmin ≤ Rрастяжению
5. Размеры сечения внецентренно сжатых элементов увеличивают в направлении действия момента (уменьшается гибкость, повышается жёсткость)
Тема 4.5.2.
Уроки 33-34
Расчёт стальных колонн
Область применения и простейшие конструкции стальных колонн
1. Применение:
а) общественные и промышленные здания высотой более 10м
б) при тяжелом режиме мостовых кранов
в) для колонн малых сечений
г) при невозможности применения другого материала
2. Недостаток: высокая стоимость
3. Конструкции стальных колонн:
А) сплошная постоянного сечения (труба или двутавр)
Б) составные: из двух швеллеров, уголков и др
В) сплошные сварные
Г) сквозные на планках, решётчатые 5.8, - с.95
Особенности работы стальных колонн под нагрузкой
И предпосылки для расчёта
1. Причины потери несущей способности колонн:
А) потеря общей устойчивости – устойчивость теряется раньше;
Б) потеря прочности (ослабления – под болты) - прочность теряется раньше, чем устойчивость
3. Потеря местной устойчивости. Меры предупреждения: рёбра жёсткости, толщина листов –с.96
Расчёт центрально-сжатых колонн сплошного сечения – с.97
1. Расчёт прочности
2. Расчёт на устойчивость – списать формулы
Правила конструирования центрально-сжатых колонн
1. Уточнение размеров, полученных из расчётов
2. Проектирование элементов колонн и их соединений
3. Составление рабочих чертежей
Проектирование элементов колонны
|
|
|
1. Стержень колонны – передаёт нагрузки от оголовка на базу (с.102)
А) для мощных колонн устанавливают рёбра жёсткости;
Б) устойчивы колонны с сечением в виде трубы. Недостаток: трудно защищать от коррозии, предусматривать меры против попадания влаги;
В) часто сечение колонны применяют в виде двутавра:
- прокатной – не равноустойчивый,
- более рациональный – широкополочный
прокатной или сварной).
Прим. Любой двутавр не отвечает полностью устойчивости.
2. Оголовки центрально-сжатых колонн – с.103
А) оголовок – верхняя часть колонны, воспринимает нагрузки свыше, передаёт на стержень;
Б) оголовки тяжело нагруженных колонн рассчитывают: толщина опорной части, сварные швы, длина рёбер жёсткости;
В) для центрирования нагрузки к опорному листу могут привариваться опорные (центрирующие) пластинки – 5.10 – стр.103
Г) в простых колоннах с небольшими нагрузками размеры назначаются конструктивно (без расчёта)
3. Базы центрально-сжатых колонн -для распределения нагрузки и передачи на фундамент нагрузок и крепления колонны к фундаменту (иначе колонна может раздавить фундамент). Типы баз:
А) с фрезерованным торцом, без траверсы: к опорной плите приварена колонна;
Б) в простых случаях толщина опорной плиты - без расчёта, от 20 до 60 мм;
В) для тяжело нагруженных колонн длина и ширина опорной плиты по расчёту.
Б) сраспределительной конструкцией – траверсой – возможность уменьшения толщины опорной плиты, так как траверса способствует распределению усилия от колонны к опорной плите – 5.11. стр. 105
Понятие о расчёте сквозных центрально-сжатых колонн
1. При увеличении высоты колонны увеличивают размеры поперечного сечения = целесообразны сквозные колонны (лёгкость, экономичность, сложность изготовления);
2. Конструкции сквозных колонн – 5.12. Стр.106
3. Расчёты:
А) на прочность;
Б) на устойчивость в целом;
В) устойчивость отдельных ветвей между узлами;
Г) расчёт соединительных планок или решёток;
Д) расчёт швов
Уроки 35-38
Практические занятия № 4
1. Расчет стальной центрально сжатой колонны. Подбор сечения колонны из прокатного двутавра или трубы
2. Определение несущей способности колонны
|
|
|
2. Конструирование узлов примыканий строительных конструкций
Тема 4.5.3.
Уроки 39-40.
РАСЧЁТ ДЕРЕВЯННЫХ СТОЕК
Конспект + вопрос – на оценку
1. Область распространения деревянных стоек и их простейшие конструкции
Дома, с\хоз, склады, временные, опалубка
Часто: цельные сплошные, круглые – экономия при сжатии (рис.107)
Большие нагрузки: составное сечение
2. Особенности работы деревянных стоек под нагрузкой и предпосылки для расчёта
- Прочность и устойчивость
- характерное разрушение, порой хрупкое, вертикальные трещины, разрушение волокон (смятие)
- ослабления (врезки) = потеря прочности
3. Расчёт деревянных стоек цельного сечения
Формула 5.2 (109) – устойчивость
Фи – по разному в зависимости до или после 70
Рис.110
4. Правила конструирования деревянных стоек и узлов
1. Изоляция между стойкой и фундаментом;
2. Нижняя часть деревянной стойки антисептируется;
3. Крепление к фундаментам – анкера из полосовой стали;
4. сопряжения с деревянными элементами – на штырях и скобах
5. Понятие о расчёте деревянных стоек составного сечения – с.112
1. Составное сечение – уменьшается гибкость и увеличивается несущая способность колонны за счёт кол-ва досок; - 5.16, стр.114 - - зарисовать
2. Типы составных сжатых стержней: Рис. 108
А) стержни-пакеты – 5.15, стр.110 а
Б) стержни с короткими прокладками – б
В) решётчатые;
3. Податливость соединений снижает несущую способность стержней
Клеёные – не податливые
4. Гибкость определяется с учётом податливости соединений (приведённая гибкость)
Формула – стр.113 – записать
Уроки 41-46.
Практические занятия № 5
Расчет деревянной центрально сжатой стойки.
Подбор квадратного или круглого сечения стойки из цельной древесины
Уроки 47-48
|
|
|
