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

Таблица 5.3. Значение kmcix,f=b,f/t для свеса поясного листа (полки) в центрально-, внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементах

Характеристика полки (поясного листа) и сечения элемента	*таж. /~е/ ° элементах с условной гибкостью X =0,8...4
Неокаймленная полка двутавра и тавра	(0.36+0,й) YEIRy
Окаймленная ребром двутавра и тавра
Неокаймленная полка равно-полочных уголков и гнутых профилей (кроме швеллера)	(0,4+0,07X) VhlRy
Окаймленная ребром равнополочных уголков я гнутых профилей	(0,5+0,181) VEIRy
Неокаймленная большая полка нераэнополочного уголка и полка швеллера	(0,43+0.08X)
Окаймленная ребром и усиленная планками гнутых профилей	(0,85+0,19X) VEIRy

Примечания: 1. При значениях 1<0,8 или Х>4 в формулы, приведенные в табл. 5.3, при определении kmaK.t, следует подставлять соответственно Я=0,8 или Я=4. 2. В центрально-сжатых элементах коробчатого сечения k„ax.i = bflt принимают по табл. 5.2, как для стенок указанных сечений. 3. Во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах коробчатого сечения значения ftmox,/* = bet/t следует принимать: при т<0J - как для центрально-сжатых элементов (по табл. 5.2); при т>1 и 1<(2-(-0,04т) значение fem.,,/=»

= b.iltVEIRy при W> 1 и Я> (2--0,04М)-kmaxj = beflti = (0,4 +

+ 0,зК) (1-0,01m при 0,3<m<l значение kmax.f определяют

линейной интерполяцией между k„ax.t при т=0,3 и т=1.

для колонн из двух ветвей с решетками

Kf=Vl+c,A/A, (5.6)

для колонн из четырех ветвей с планками при JslfiJab) >5

(5.7)

Рис. 5.4. Соединение ветвей сквозных колонн а - планками: 6 - решеткой

то же, с решетками

Kef = У>Я + А (tti/di -f 2/Ad2), (5.8)

где Я -наибольшая гибкость всего стержня: Яу =/Л - гибкость всего стержня относительно свободной оси у-у, Xi = /i/ii - гибкость ветви на свободном участке между планками (обычно принимают Xi=30 .40); Л -площадь сечения всего стержня; Ad,, dj -площади сечеиня двух раскосов решетни перпендикулярно осям / и 2-2 ветвей (см. рис. 6.2, а, a);ai, as - коэффициенты, определяемые по формуле: a=lQаЩЧ (здесь: а-длина раскоса решетки между узлами; 6 -расстояние между осями ветвей колонны; 1 - расстояние между осями планок смежных узлов решетки ветвей).

Схемы расположения элементов решетки и планок сквозных колони показаны на рнс. 5.4.

Соединительные планки и решетки рассчитывают на условную поперечную силу Qfic, определяемую приближенно в зависимости от площади сечения стержня (брутто) по формулам:

для стали с /?у=210 МПа Q/i£=200A ?у=260 МПа Qfk==300A /?=290 МПа (?/.с=400 А /?=380 МПа Qfk=500 А /?=440 МПа Q/.c=600A /?У=530 МПа Qfic=700A

то же

где А - площадь сечения стержня колонны, см; Qfic, Н. Для промежуточных значений Q„, МПа, величину Q/,c принимают по интерполяции. Точнее Q/ic вычисляют по формуле (23) СНиП 11-23-81*:

Qfic = 7,15-10-« [2330 - E/Ry] N/<f.

В дальнейшем по прочности на изгиб рассчитывают базу колонны (опорную плиту и траверсу) и решают оголовок. Методику расчета и конструирования центрально-сжатой колонны легко усвоить на примерах

§ 2. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ КОЛОНН

Пример 5.1. Задание: подобрать стержень колонны сплошного сечения по следующим данным: расчетная длина колонны /ef=/=6,l м; вертикальное расчетное усилие с учетом собственного веса колонны и коэффициента надежности „=0,95 (для второго класса зданий) Л= = 1350 кН. Материал колонны - сталь марки ВСтЗкп2 по ГОСТ 380 - 71*, i?y=225Mna, ус=1. Соединения сварные, электроды Э42.

Решение, Задаемся гибкостью колонны Я=80 и по табл. 1 прил. IV находим ф=0,707, тогда: требуемая площадь сечения

аа = N/(fRy Vc = 1 350 000/0,707-22 500 = 85 см; требуемый радиус инерции

(<j=;e = 601/80 = 7,53 см.

Первый вариант: по сортаменту подбираем стержень колонны из трех двутавров. По схеме 32 (табл. 5.4) определяем (при ix=iy): высоту сечения - h==id/0,Z2 = =7,53/0,32=23,5 см; ширину сечения b=td/0,49 = =7,53/0,49= 15,4 см.

Принимаем сечение из трех двутавров, раздвигая крайние элементы на такое расстояние, чтобы просвет между полками (из условий удобства сварки и окраски) был бы не менее 100 мм, поэтому компонуем сечение из трех двутавров № 22 (рис. 5.5, а); общая площадь сечения 2/4=30,6-3=91,8 см2; /;,i=2550 см; /у, = 157 см

Проверяем устойчивость принятого сечения, предварительно вычисляя:

Jx = 2Уад -I- Jyi = 2-2550 + 157 = 5257 см*; Jy = J + 2Уи + 2 (6/2)? Ai = 2550 -f 2 -157 -- 2 (22/2)2 30,G = = 10264 см*;

ix = VjJA = l/"5257/91,8 = 7,56 см;

iy = = ]/" 10264/91,8 = 10,6 cm;

?= ;у/,- = 610/7,57 = 80,5; ф = 0,706.

Таблица b.4. приближенные значения радиусов инерции сечений

%. ty=0.2sb

it I г-уО.ЧЧЬ

OMb

diih

-iy-0,28b

- LfO,i2h Ly=0,58b

T Г T >

25 i Ь , . H

5, b ..ifom

-lm-iy0.2Sb

ly=0,17b

5 1" - „

0,/2/7 0,22b

26 IУ . к < -li,32b

гО,2щр

1у0,21ь

l)rO,nh iyd,2n

27 \У К

-\\jji-y-o,3eb

l0,25ct

f-cy-0.21b

Irjf lx=0,3s5h

28 \y .

T rL;rO,37h

9 w lx0.2!/7 Ъ . iy0,2lb

10 \y .

.JL\uy-0,Vlb

20 \У .

lyofisb

io .

1 ]:

о,гиъ

СХЕМА 1

СХЕМЛ 2

Рис. 5.5. Варианты сеченнй сплошной колонны (к примеру 5.1)

а -из трех двутавров; б - из двух швеллеров, соединенных двутавром; в - сварное из трех листов; г - расположение поперечных ребер жесткости; д - то же, продольных и поперечных ребер жесткости; / - поперечные ребра; 2 - продольные ребра

Напряжение в сечении

о = Л/фД= 1 350ООО/О.706-91,8 = 20 800 Н/см* = = 208 МПа < Yo = 225 МПа, Т. е. подобранное сечение удовлетворяет расчету по устойчивости.

Второй вариант: компонуем сечение из двух швеллеров № 22: /4=26,7-2=53,4 см2, соединенных двутавром № 24, Л=34,8см2; общая площадь сечения ЕЛ ==53,4+ +34,8=88,2 см2 (рис. 5.5, б).

Сечение стержня может быть спроектировано с полками швеллеров, обращенных внутрь и наружу. Первая схема (см. рис. 5.5, б) при малом просвете между полками швеллеров (<100мм) не может быть рекомендована для автоматической сварки. Стержень с открытым профилем, когда полки швеллеров развернуты наружу (вторая схема), менее трудоемок в изготовлении, обладает большей жесткостью по оси у-у, доступен для автоматической и ручной сварки элементов стержня, хотя сечение и получается менее компактным, чем по первой схеме.

Проверяем сечение для первой схемы: Уж = 2-2110+ 198 = 4418 см*;

Jy = 3460+ 2.151 -f 2.10,32-26,7 = 9432 см*;

ix = 14418/88,2 = 7,08 см;

iy = К9432/88,2 = 10,3 см; ? = 610/7,08 = 86,15; ф = 0,67; ?1„ = 610/10,3 = 59,2; ф„ = 0,82. Проверяем устойчивость стержня:

Ох = 1 350 ООО/О,67.88,2 = 22 600 Н/см" (226 МПа) « Vc= 225 МПа.

т. е. условие общей устойчивости соблюдается.

По сравнению с первым вариантом стержня экономия стали по второму варианту составляет »4 %. Таким образом, при компоновке сплошного сечения стержня колонны путем различных сочетаний прокатных профилей (см. табл. 5.4) необходимо подбирать наиболее экономичное, учитывая способ и трудоемкость изготовления.

Третий вариант: компонуем сечение в виде сварного двутавра из трех листов. Сталь марки ВСтЗпсб, ГОСТ 38(J-71*; „==225МПа. Для схемы 17 (см. табл. 5.4) при-ближенное значение радиусов инерции i;,=0,43/i и iy= «=0,246. Задаемся гибкостью колонны Я=85. Тогда ф= =0,67:

требуемый радиус инерции сечения

d = e > = 610/85 = 7,18 см{ требуемая ширина колонны

b ==. /й/0,24 ==. 7,18/0,24 = 30 см; Требуемая площадь поперечного сечения

/4d = iV/T«j/Vc = 1 350 000/0,67-22 500 = 89,4 см?.

Принимая стенку 300X6 мм. Следовательно, требуемая площадь полки

Л/ = (/4й-Л„)/2=(89,4-30-0,6)/2 = Зб,б смЗ.

Принимаем полку 300X12 мм, Л/==36 см. Свес полки

*е/ = 0,5(*/ - ц,) = 0,5(30-0,6) = 14,7 см.

Для обеспечения местной устойчивости стенки и полок необходимо принимать отношение hef/t и bef/tf не более величин, определяемых по формулам, приведенным в табл. 5.2 и 5.3. Вначале вычисляем фактические характеристики сечення;

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