Поперечными ребрами жесткости

Отношение ширины свеса полки b_ef= (b_f–t_w)/2 = (40 – 8) / 2 = 19,6 см

к толщине полки t_fв центрально-сжатых элементах с условной гибкостью

от 0,8 до 4 по условию местной устойчивости полки должно соответствовать условию

откуда определяем минимальную толщину полки:

Требуемая площадь одной полки

Требуемая толщина полки

Принимаем

Высота сечения

h=h_w+ 2t_f= 400 + 2 ∙ 1,2 = 42,4 см.

Площадь полки

A_f= 40 ∙ 1,2 = 48 см².

Вычисляем:

площадь

момент инерции (моментом инерции стенки относительно оси y-yза малостью пренебрегаем)

радиус инерции

фактическую гибкость

λ_y=l_y/i_y= 813 / 10 = 81,3;

условную гибкость

По табл. 6.1 определяем коэффициент устойчивости φ= 0,691.

Проверяем общую устойчивость колонны относительно оси y-y:

Резерв несущей способности

что допустимо в составном сечении согласно СП [4].

Сечение принято.

В случае невыполнения условия устойчивости колонны производится корректировка размеров сечения и выполняется повторная проверка. Корректировка, как правило, производится за счет изменения размеров полок при обязательном соблюдении условия их местной устойчивости.

При устанавливают поперечные ребра жесткости для укрепления контура сечения и стенки колонны (ребра увеличивают жесткость колонны при кручении). Ребра жесткости располагают на расстоянииa = (2,5 – 3)h_wодно от другого; на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер (см. рис. 6.3). Минимальные размеры выступающей частиb_rи толщиныt_rпоперечных ребер жесткости принимаются такими же, как в главной балке.

Проверяем:

.

Ребра не требуется.

В местах примыкания к колонне связей, балок, распорок и других элементов ребра жесткости устанавливают в зоне передачи сосредоточенных усилий независимо от толщины стенки.

Соединение пояса со стенкой, выполненного автоматической сваркой, рассчитывают на сдвиг по металлу шва или по металлу границы сплавления:

где T = Q_ficS_f /I – сдвигающая пояс сила, приходящаяся на 1 см длины балки, вызываемая условной поперечной силой; поперечная сила принимается постоянной по всей длине стержня и определяется по формуле

Q_fic = 7,15 ∙ 10^–6(2330 – E/R_y)N/φ,

здесь φ – коэффициент устойчивости при центральном сжатии (для сечения типа «в»), принимаемый при расчете по условной гибкости колонны в плоскости стенки (относительно оси x-x) согласно табл. 6.1;

S_f – статический момент пояса колонны относительно оси x-x;

I_x – момент инерции сечения колонны.

В центрально-сжатых колоннах сдвигающее усилие незначительно, так как поперечная сила, возникающая от случайных воздействий, невелика. Соединение стенки с полками производится двусторонним швом, выполненным автоматической сваркой. Минимальный катет сварного шва принимается конструктивно в зависимости от максимальной толщины свариваемых элементов согласно табл. 3.3 (при t_max = t_f = 12 мм k_f = 4 мм).

6.2. Подбор сечения сквозной колонны

Принимаем сечение сквозной колонны из двух швеллеров, соединенных планками (рис. 6.4). Расчетом сквозных колонн относительно материальной оси x-xопределяют номер профиля.

Рис. 6.4.Составной стержень колонны с планками

Расчетом относительно свободной оси y-y, производимым так же, как сплошных колонн, но с заменой гибкости стержня приведенной гибкостью, назначают расстояние между ветвями.