1. Определение расчетной длины надкрановой и подкрановой частей колонны в плоскости и из плоскости рамы.

Соотношение верхней и нижней частей колонны:

и

.

• Коэффициент расчетной длины для нижнего участка колонны по СНиП II-23-81^*:

;

, тогда

.

• Коэффициент расчетной длины для верхнего участка колонны:

,

т.к. , то принимаем .

• Расчетные длины колонны в плоскости рамы:

  • для нижней части колонны: ;

  • для верхней части колонны: .

• Расчетные длины колонны из плоскости рамы:

;

.

2. Подбор сечения стержня колонны и проверка общей и местной устойчивости.

   1. Подбор сечения верхней части колонны.

Расчет будем вести в предположении, что толщины элементов будут более 21 мм.

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой h_В = 450 мм.

Для симметричного двутавра по учебнику принимаем:

,

.

• Условная гибкость верхней части колонн в плоскости рамы:

.

• Относительный эксцентриситет:

.

По табл. 73 СНиП II-23-81 находим, что коэффициент влияния формы сечения в первом приближении:

.

• Приведенный относительный эксцентриситет:

.

По табл. 74 СНиП II-23-81 находим, что коэффициент _е = 0,190.

• Требуемая площадь сечения:

.

2. Компоновка сечения верхней части колонны.

• Предварительно принимаем толщину полки t_f =32 мм, тогда высота стенки:

.

• Требуемая толщина стенки подбирается из условия ее местной устойчивости.

По табл. 27 СНиП II-23-81* предельная условная гибкость стенки двутаврового сечения (при т > 1 и условной гибкости ) определяется как

, тогда

см,

принимаем толщину стенки t_w = 28 мм.

• Требуемая площадь сечения одной полки двутавра:

.

• Требуемая ширина полки с учетом раннее принятой толщины t_f = 32 мм составит:

,

принимаем b_f = 37 см.

Получим следующее сечение:

Рисунок 55. Сечение верхней части колонны.

Подобранное сечение отвечает требованиям по предельным размерам сварного элемента при сварке сварочной головкой А-639, стр. 148 Учебника (рис. 4.19).

• Проверка устойчивости полки.

По табл. 29 СНиП устойчивость полки обеспечена:

.

• Геометрические характеристики сечения:

  • площадь поперечного сечения:

;

• момент инерции сечения относительно оси х-х:

;

• момент инерции сечения относительно оси у-у:

;

• радиус инерции сечения относительно оси х-х:

;

• радиус инерции сечения относительно оси у-у:

;

• момент сопротивления:

;

• ядровое расстояние:

.

• Гибкости стержня верхней части колонны:

; ;

; .

По табл. 27 СНиП II-23-81* предельная условная гибкость стенки двутаврового сечения (при т > 1 и условной гибкости ) определяется как

.

Так как переход стенки в критическое состояние еще не означает потерю несущей способности стержня, нормы допускают использование закритической работы стенки. В этом случае часть стенки считают выключившийся из работы и в расчетное сечение колонны включают в запас устойчивости два крайних участка стеки шириной

.

Можно утверждать, что стенка не теряет устойчивости, т.к. вся стенка продолжает работать.

Соответствующая площадь сечения:

.