6.1. Подбор сечения сплошной колонны

Принимаем двутавровое сечение, сваренное из трех листов (рис. 6.2).

Рис. 6.2.Сечение сплошной колонны

Расчет на устойчивость колонны сплошного сечения при центральном сжатии выполняют по формуле

где φ – коэффициент устойчивости (продольного изгиба), принимаемый по условной гибкостидля различных типов кривых устойчивости (табл. 6.1).

Предварительно задаются гибкостью колонны средней длины в пределах λ = 100 – 60 для колонн с усилием до 2500 кН;λ= 60 – 40 – с усилием 2500 – 4000 кН; для более мощных колонн принимают гибкость λ= 40 – 30.

Принимаем λ= 80.

Таблица 6.1

Коэффициенты для расчета на устойчивость центрально- и внецентренно сжатых элементов

Условная гибкость	Коэффициент  для типов кривых устойчивости			Условная гибкость	Коэффициент  для типов кривых устойчивости
	a	b	c		a	b	c
0,4	999	998	992	3,2	660	602	526
0,6	994	986	950	3,4	615	562	492
0,8	981	967	929	3,6	572	524	460
1,0	968	948	901	3,8	530	487	430
1,2	954	927	878	4,0	475	453	401
1,4	938	905	842	4,2	431	421	375
1,6	920	881	811	4,4	393	392	351
1,8	900	855	778	4,6	359	359	328
2,0	877	826	744	4,8	330	330	308
2,2	851	794	709	5,0	304	304	289
2,4	820	760	672	5,2	281	281	271
2,6	785	722	635	5,4	261	261	255
2,8	747	683	598	5,6	242	242	240
3,0	704	643	562	5,8	226	226	226

П р и м е ч а н и е. Значения коэффициента  увеличены в 1000 раз.

Условная гибкость колонны

По табл. 5.10 определяем тип кривой устойчивости для двутаврового сечения – тип «в». По условной гибкости определяем коэффициент устойчивости при центральном сжатии= 0,697.

Требуемая площадь поперечного сечения колонны

Требуемые радиусы инерции сечения

i_x = i_y = l_x/= 813 / 80 = 10,16 см.

Воспользовавшись зависимостями радиуса инерции от типа сечения и его габаритов (высоты h и шириныb), принявk₁иk₂ по табл. 6.2, определяем:

высоту

ширину

Таблица 6.2

Приближенные значения радиусов инерции IX и iy сечений

Сечение	b х x y y	y x b y x	b x x y
ix = k1h	0,43h	0,38h	0,39h
iy = k2b	0,24b	0,44b	0,52b
iy =k2b	0,24b	0,44b	0,52b

По технологическим соображениям (из условия сварки поясных швов автоматом) высота стенки h_wне должна быть меньше ширины поясаb_f(обычно принимаютh_w=b_f).Назначаем размеры сечения, увязывая их со стандартной шириной листовой стали:h_w=b_f= 400 мм.

Дальнейший расчет по подбору сечения колонны проводим только относительно оси у-у, так как гибкость стержня относительно осих-хпри принятой высоте будет почти в два раза меньше, следовательно, стержень относительно этой оси более устойчивый.

Толщину стенки t_wназначают минимальной из условия ее местной устойчивости и принимают в пределах 6 – 16 мм.

Гибкость стенки (отношение расчетной высоты стенки к толщине h_w/t_w) в центрально-сжатых двутавровых колоннах по условию местной устойчивости стенки не должна превышатьгде значенияопределяются по формулам:

при условной гибкости колонны

при, но не более 2,3.

Определяем требуемую толщину стенки при

Принимаем стенку из листа сечением 4008 мм с площадью сечения

Если по конструктивным соображениям толщина стенки t_wпринята меньшеt_w,minиз условия местной устойчивости, то стенку следует укрепить парным или односторонним продольным ребром жесткости, разделяющим расчетный отсек стенки пополам (рис. 6.3). Продольные ребра следует включать в расчетное сечение стержня:

A_расч= A + A_p.

Рис. 6.3. Укрепление стенки продольными и