 |
Порядок расчета и подбор сечения стержня центрально-сжатых сплошных колонн.
|
|
|
|
Статический расчет:
- Сбор нагрузок
-Выбор расчетной схемы колонны
-Определение расчетных усилий
Конструктивный расчет:
-Выбор типа сечения
- Определение требуемой площади сечения
Атр=N/φRy
Задаемся гибкостью:
Расчет ведется методом последовательных приближений.
Принимаем:
λз=100…70 при расчетной нагрузке до 1500-2500 кН
λз=70…50 при N ≤2500…4000 кН
λз≤[λ]=120
Задавшись гибкостью λ и найдя φ определяют требуемую площадь и требуемый радиус инерции
Aтр =N/ (φз · Ry)
iтр = lef / λз
ix=k1h=iтр, iy=k2вf=iтр => h=iтр/k1 вf= iтр/ k2≥ h
k1, k2 – коэф-ты связывающие радиусы инерции с габаритами сечения
По Aтр, h, b производим компоновку сечения
Подбираем толщину поясных листов и стенки исходя:
-А≥Атр
-из условий местной устойчивости
tw=6…16мм
tf=8…40мм,tf ≤ 3·tω
-ГОСТ
Определяем геометрические характеристики подобранного сечения
A, Ix, Iy, ix =√ (Ix /A), iy =√ (Iy /A),
Определяем фактическую гибкость
λx = lefx /ix, λy = lefy /iy, выбираем λmax => φmin
(т.Д1 СП16)
Проверка общей устойчивости колонны
σ = N/(A· φmin)≤ Ry · γc
При не выполнении проверки или выполнении с большим запасом, меняют гибкость, компонуют сечение и делают проверку.
Проверка гибкости
λmax ≤ λu, λu - условная гибкость(т.32 СП16)
Проверка месстной устойчивости пояса
λf= bef / tf ·√Ry/E≤ λuf
Проверка местной устойчивости стенки
λw =hef / tω·√Ry/E ≤ λuw
При не выполнении проверки возможны следующие варианты:
а) Стенку укрепляют продольными ребрами жесткости. Ребра рекомендуется включать в расчетные сечения на участке между поясами и ребром стенка д.б. проверена на местную устойчивость (п 7.3.4 СП16)
вr≥ hef / 30+40мм
tr ≥ 2вr ·√ E /Ry
ГОСТ
|
|
|
Продольные ребра не рекомендуется устанавливать при h < 1 м.
При λ≥2,3 необходимо укрепление стенки поперечными ребрами жесткости с шагом
2,5hef-3hef
б) Исключить из работы среднюю часть стенки(п.п.7.3.5,7.3.6 СП16)
вw=0,65tω·√ E / Ry
в) Увеличиваем толщину стенки
Порядок расчета и подбор сечения стержня центрально-сжатых сквозных колонн.
Колонны сквозного сечения состоят из 2-х и более ветвей, соединенных между собой планками или решетками.
Минимальное расстояние равно 100-150мм (для окрашивания)- защита от коррозии
Работа стержня сквозной колонны
расстояние между ветвями определяется из условия равноустойчивости. Гибкость относительно материальной оси определяют как для колонн сплошного сечения. За гибкость колонны относительно свободной оси принимают λef, которая учитывает податливость решетки при работе стержня. Расчетом относительно оси x определяется высота сечения. Расчетом относительно оси y определяется расстояние между ветвями из условия равноустойчивости.
Статический расчет:
- Сбор нагрузок
-Выбор расчетной схемы колонны
-Определение расчетных усилий
Конструктивный расчет:
-Выбор типа сечения
- Расчет относительно оси х
Атр =N/(n·φз·Ry·γс)
1. Задаемся гибкостью:
λз=90…60 при N ≤1500 кН
λз=60…40 при N= 2500-4000 кН
λз≤[λ]=120
2. Далее определяем условную гибкость
λ = λз·√Ry/E
и определяем φз (т. Д1 СП16 для сечения в)
3. Определяем требуемую площадь сечения одной ветви Атр =N/(n·φз·Ry·γс)
Aтр =N/(2·φз · Ry · γc), 2- ветви
4. Определяем требуемый радиус инерции
ixтр = lefx / λз
5. определяем требуемую высоту сечения
hтр= ixтр /k1,
6.По Aтр и hтр подбираем сечение ][, [ и т.д.
A=2 Aв, Ix, ix= √(Ix /A)
Уточняем λx = λx √Ry/E => φx
(т. Д1 СП16 для сечения в)
7. Проверка устойчивости колонны относительно оси x.
σх = N/(A· φx) ≤ Ry · γc
Расчет относ-но свободной оси y
|
|
|
Расчет ведется по приведенной гибкости, которая учитывает расстояние между ветвями и деформативность решетки.
1. условие равноустойчивости
а) Соединения планками (безраскосной решетка)
λв=10…40
λyтр =√(λх2- λв2) = > iyтр=lefy/ λyтр; iyтр=k2в = >
в= lefy/ λyтр k2; в≈h
Геометрические характеристики сечения
λy =lefy/ iy; λy= lв/ iв≤40 = >
т8 СП16 λef= λ2+0,82(1+n) λв12
по λef = > λef= λef·√Ry/E = >по тД1 СП16находим φef
Проверка устойчивости относительно оси у
σу = N/(A· φx) ≤ Ry · γc
Для того, чтобы сквозная колонна не изменяла свои размеры в процессе транспортировки и монтажа устанавливают диафрагмы с шагом 3-4 м по высоте и не менее 2-х на отправочный элемент.
Б) При раскосной решетке
λef =√(λу2+α1А/Ad1) = λx
λутр= √(λх2-α1А/Ad1) = > iyтр=lefy/ λyтр; iyтр=k2в = >
в= lefy/ λyтр k2; в≈h
A – площадь сечения колонны
Ad – площадь сечения раскосов
α =10d3/(b02· lв), b0 - расстояние между центрами тяжести ветвей
d – длина раскоса
lв - панель – расстояние между узлами крепления раскосной решетки
Далее см по п.а
dпл≈(0,5..0,75)в
tпл≈ 6…12 мм
2. определяем λy
- без раскосная решетка
λy = sqrt(λx2- λв2), λв= 10…40
- раскосная решетка
λy = sqrt(λx2- α·A/Ad),
3. определяем iyтр = lefy /λy
4. определяем bтр= iyтр /(α·y) => уточняем, предусмотрев зазор между ветвями 100..150 мм.
5. для проверки находим: Iy, iy =sqrt(Iy /A), λy = lefy /iy, λпр, → lв → φпр 6. проверка устойчивости колонны относительно оси y. σ = N/(A· φпр) ≤ Ry · γc
III. этап. Проверка устойчивости ветви
σв = Nв/(Aв· φв) ≤ Ry · γc
Nв = N/2, 2- кол-во ветвей
Aв = A][ или A[
Подбор сечений колонн с незначительными или нулевыми усилиями.
Расчет ведем по предельной гибкости
1. из СНиП выписываем [λ]
2. определяем lefx, lefy
3. определяем ixтр = lefx /[λ], iyтр = lefy /[λ] => подбираем сечение
|
|
|
