5.Расчет ступенчатой колонны.

5.1.Определение расчетных длин колонны.

Расчетные длины в плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны определяются по формулам:

, (5.1)

где ₁ и _{2 -} коэффициенты приведения расчетной длины;

l₁ и l₂ - геометрические длины соответственно нижней и верхней частей колонны (рис.5.1).

Для рассматриваемой в проекте схемы рамы коэффициент ₁ зависит от соотношения жесткостей верхней и нижней частей колонны и определяется по (Прил.Н;табл.1) зависимости от:

, (5.2)

где F₁=G_п.б.+D_max, F₂=F_к.р.+F_сн - силы, приложенные к колонне в уступе и в верхнем узле (рис. 5.1).

К оэффициент расчетной длины для верхней части определяется по (5.3),но принимается не более 3:

, (5.3)

Расчетные длины из плоскости рамы для нижней части колонны l_y1=H_н для верхней l_y2=H_в-h_п.б (расстояние от торцевой балки до верха колонны.)

Рис.5.1. К определению расчетных длин колонны.

5.2. Подбор сечения верхней части колонны.

Подбор сечения верхней части колонны выполняется на наибольшее усилие от совместного действия изгибающего момента М и продольной силы N в сечении 1-1 Из табл. 4.5 выбираются три варианта сочетаний для названного сечения:

1) M_max и N_соотв;

2) М_соотв и N_max;

3) MM_max и NN_max.

Сечение надкрановой части колонны, как правило, принимается симметричное, например из сварного или прокатного двутавра требуемую площадь сечения определяем для трех случаев по формуле:

, (5.4)

где - эксцентриситет;

R_y – расчетное сопротивление стали, из которой выполнена верхняя часть колонны, по пределу текучести;

h=h_в - высота сечения верхней части колонны, где h_в принята при компоновке.

Затем компонуем сечение (рис.5.2) так чтобы площадь колонны была близка к наибольшей определенной по (5.4), с учетом следующих условий:

при высоте сечения h_b700 h_w/t_w =(60…100).

при высоте сечения h^/_b700 h_w/t_w =(100…120).

Проверка подобранного сечения выполняется по формуле:

, (5.5)

где _е - коэффициент для проверки устойчивости внецентренно-сжатых сплошностенчатых стержней в плоскости действия момента, зависит от условной гибкости и приведенного эксцентриситета m_ef [Прил.Н;табл.2].

А - рабочая площадь сечения верхней части колонны принимается:

А=А_w+2A_f при выполнении условия [Прил.Н; п.3];

А=А_w1+2A_f при не выполнении условия [Прил.Н; п.3],

где (5.6)

Рис.5.2. Сечение верхней части колонны.

Для определения условной гибкости и приведенного эксцентриситета вычисляем геометрические характеристики подобранного сечения:

, (5.7)

Действительная и условная гибкость в плоскости и из плоскости рамы:

, (5.8)

Приведенный эксцентриситет:

, (5.9)

где  - коэффициент влияния формы сечения определяется по [Прил.Н;табл.4] в зависимости от _х и ; А=А_w+2A_f

По [Прил.Н;табл.2] находим _е, далее по формуле (5.5) проверяем устойчивость в плоскости рамы.

Устойчивость верхней части колонны из плоскости проверяем по формуле:

, (5.10)

где С - коэффициент, учитывающий влияние момента и определяемый по[Прил.Н; п.6]

_у - коэффициент продольного изгиба в функции _у [Прил.Ж;табл.2]

А - рабочая площадь сечения, принимают по (5.6)

Проверку местной устойчивости полок выполняют в соответствии с [Прил.Н;п.3].

Стенку колонны при укрепляют поперечными ребрами жесткости, устанавливаемыми на расстоянии (2,5…3)h_ef.

Ширина выступающей части для парного симметричного ребра (мм) , для одностороннего , толщина ребра

Проверку местной устойчивости стенок в зависимости от условной гибкости и относительного эксцентриситета выполняют в соответствии с [Прил.Н; п.7].