Строительные лаги  Справочник 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Главе 5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ КОЛОНН

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Центрально-сжатые колонны воспринимают продольную силу, приложенную по Оси колонны. Прн этом все поперечное сеченне колонны испытывает равномерное сжатие.

Колонна состоит нз трех основных частей: стержня, оголовка и базы (башмака). По типу сеченнй различают колонны сплошные и сквозные. Сплошные состоят либо из прокатных элементов, либо из листов, соединенных на сварке или клепке (рнс. 5.1); сквозные- из отдельных ветвей, соединенных одна с другой для совместной работы планками нли решетками нз уголков (рнс. 5 2). Клепаные стальные колонны в настоящее время не проектируют ввиду значительной трудоемкости нх изготовления. Клепаные составные элементы сравнительно широко применяют в алюминиевых конструкциях.

Прн проектировании центрально-сжатых колонн необходимо обеспечить устойчивость колонны относительно главных осей ее сечения. После вычисления действующих на колонну расчетных усилий N с учетом коэффициента надежности по назначению уп требуемую площадь сечення Ad стержня колонны определяют яз условия расчета сжатых стержней по устойчивости [формула (2.17)]:

а = (NI(fA) <Ryyc. откуда Аа > N/(pRy Ус

где ф - коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости колонны X=le i и марки стали (табл. 1 прнл. IV) (в предварительных расчетах значением ф задаются в пределах 0,7-0,85 нли Я,=90...60); i-раднус инерции сечення стержня колонны i= У J/A.

Расчетная (приведенная) длина колоннЫ!

где / - полная длина колонны от основания опорной плнты башмака до верХа оголовка; ц - коэффициент, учитывающий способ закрепления концов колонны (табл. 5.1).

Сплошные колонны. Стержень сплошных колонн по вычисленной площади сечения А проектируют подбором для выбранной схемы сечення соответствующих прокатных профилей так, чтобы моменты инерции сечення относительно главных осей были равны нли блнзкн одни другому {Jx*Jv). При решении стержня в виде сварного двутавра, составленного из tpex лнСтов (см. рнс. 5.1,а), размеры сечения назначают по следующим соображениям: дли поясов применяют листы толщиной <=8...40 мм, для стенки - толщиной /=6...16 мм; высоту сечення h при длине колонны Я==10...20 м принимают не менее Vie-Vso Н; ширина поясных листов b должна быть не более высоты сечення h(b<h).

Для обеспечения местной устойчивости стенок и полок стальных элементов сплошного сечения должны соблюдаться условия}

для стенок

h,f/t < kmax,w Kw VEIRy:

(3.1)

« I 5 Я О S ь a и Я ie s

Рис. 5,2. Типы сечеиий сквозных центрально-сжатых колонн

а-г - составные из прокатных профилей, соответственно из швеллеров н уголкйв; б -то же, из труб; 1 - свободная ось; 2 - материальная ось; 5-планка нли решетка; < - решетка

ДЛЯ ПОЛОК

VE/Ry,

(6.2)

где - расчетная (эффективная) высота стенки, принимаемая в сварных элементах полной высоте стенки, в клепаных элементах - расстоянию между нижними перьями поясиых уголков, в гнутых профилях за вычетом закруглений по рис 5 3; bef - расчетная ширина полки, равная для двутавра консольной ее части; kmax - предельное значение отношений hef/t или befft, принимаемое по табл. 5.2 и 5.3

Таблица 6.1. Расчетные данные сжатых стержней

Способ закрепления концов

Расчетная длина

Примечание

Шарнирное обоих концов

Горизонтальное смещение концов невозможно, поворот возможен

Способ закрепления концов

Расчетная схема

Коэф-фици -ент ix

Расчетная длина

Примечание

Жесткое для нижнего конца и шарнирное для верхнего

W=0,7Z

То же, поворот верхнего конца возможен

Жесткое для верхнего конца и шарнирное для нижнего

2i й<

I St

/е/=0,7/

То же, поворот верхнего конца невозможен

Жесткое для обоих концов

/,/=0.5/

Горизонтальное смещение и повороты обоих концов невозможны

Жесткое для нижнего конца и свободный верхний конец

Возможны горизонтальное смещение и поворот только верхнего конца

.g<y

Рис. В.З. Расчетная высота стеикн и ширина полки составных валок н гнутых профилей

а-в - балки; г - гнутые профили

В зависимости от вида сечения элемента, условной гибкости к=

•=А,уRylE (где X=letli) и параметра kuw VEIRy. Для центрально сжатых элементов двутаврового, швеллерного и коробчатого сечений kmax=kuw /EIRy при относительиом эксцентриситете т=0 (см. табл. 5.2). Для малоуглеродистых сталей предельное отношение неокайм-леиного свеса полки к ее толщине befft обычно равно около 15 и не менее 12 (см. табл. 5.3). При несоблюдении условия (5.2) и невозможности по конструктивным требованинм уменьшить ширину сжатой полки свес полки окаймляют ребром, а в гнутых элементах ставят соединительные планки или решетку. Высота окаймляющих ребер принимается равной aej>-0,3xbei - при отсутствии планок соединительной решетки и ае/>0,2х6в/- при наличии планок.

Стенки сплошных колони при /ie, >2,3 f/EIRy следует укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии (2,5-3)fti,f одно от другого; иа каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер

Сквозные колонны. Стержень сквозных колонн состоит из двух или нескольких прокатных профилей (шнеллеров, двутавров или уголков), соединенных в плоскостях полок планками или решетками. Равноустойчивость колонны в обеих плоскостях (по главным осям х-х и у-у) достигаетсн раздвижкой ветвей на такое расстояние, чтобы приведенная гибкость kef по свободной оси у-у была не более гибкости колони по материальной оси х-х (kef<.kx). Сечение стержня сквозной колонны подбирают по требуемой площади сечений ветви Atd, вычисленной по формулам:

при колоннах, состоящих из двух ветвей.

= N/7pRy Ус-,

(5.3)

Таблица 6.2. Предельные отиошеиня расчетной высоты стенки к толщине HheiJt) центрально-сжатых влементов

Сечение элемента

Значение

1=% У Ry/E

Значения к,

Двутавровое

Я<2

(\,г+0,\5к)У EIRy

к>2

Швеллерное прокатное и коробчатое

к<1

(\,2+0,35 к) VEIRy, ионе более 2,зУ EIRy

1,2 V EIRy

к>\

(I+0,2Я) VEIRy, но не более

1,6 Vmy

Швеллерное, кроме прокатного

Я<0,8

Я>0,8

VEIRy

(0,85+0,19,) К£ ?у, ноне более \ ,&VEIRy

Примечания: I. В графе для Ктх [hefit] значение кит

равно выражению перед V IRv 2. При назначении сечения по пре-дельиой гибкости величину [/г» /] умножают На коэффициент

V Ryf/o, где a-NIA, но ие более чем на 1,25. 3. В случаях когда фактическое значение hcfit превышает значение ftu>,mai, иайдеииое по табл. 5.2, ио ие более чем в 2 раза, в расчетных формулах вместо площади сечення А принимают приведенное значение Ared, вычисленное с высотой стенки hmd. Для двутаврового и швеллерного се11ений Ared=A-{lie/-hred)t, СМ. ПП. 7.14 И 7.20 СНнП 11-23-81*.

то же, из четырех ветвей,

Abd = Nli(pRy Ус-,

(5.4)

По Аьа из сортамента подбирают ближайший номер швеллера, двутавра или уголка н определяют гибкость kk относительно материальной оси х-х. Ветви расставляют иа расстоянии Ь, чтобы удовлетворилось условие Kf<kx. Значение приведенной гибкости kef вычисляют по формулам, приведенным в табл. 7 СНиП 11-23-81*;

для колони из двух ветвей с планками при Л (/8Ь)>5

(6.5) 121

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71