6.1.2. Розрахункові довжини ділянок колони із площини рами (колони).

Відповідно до п.6.13 (СНиП), розрахункові довжини колон в напрямку вздовж будівлі (із площини рами), необхідно приймати рівними відстаням між сусідніми закріпленими від зміщення із площини рами точками (опорами колон, вузлами розкріплень зв’язками).

Розрахункові довжини із площини рами відповідно для нижньої та верхньої частин колони будуть (рис.1):

Рис. 6.2 - Схеми вертикальних зв’язків по колонам (ми взяли правий варіант).

.

6.2. Розрахунок верхньої частини колони

6.2.1. Підбір перерізу верхньої частини колони.

Вихідні дані: , сталь С235 (табл..50*, група 3), з (табл.51*, за умови, що попередньо товщина прокату в межах .

Рис. 6.3 – Переріз верхньої частини колони

Висота перерізу двотавру (рис. 6.3): .

Розрахункові зусилля для підбору перерізу колони маємо в перерізі 1-1 для комбінації навантажень № 9:

, .

Алгоритм розрахунку:

1. Обчислюємо абсолютний, відносний та приведений відносний ексцентриситети (п.5.27*):

.

2. Попередньо задаємо гнучкість колони у її площині . Нехай . Тоді

3. За табл.74 (СНиП) знаходимо коефіцієнт як функцію величин та :

(взагалі беремо по інтерполяції).

4. Обчислюємо необхідну площу перерізу колони:

.

5. Виконуємо компонування поперечного перерізу верхньої частини колони.

   1. Нехай попередньо товщина полиці буде , тоді

.

2. Відповідно до п. 7.14*, табл.27* (СНиП), місцева стійкість стінки буде забезпеченою, якщо відношення розрахункової висоти стінки до її товщини не перевищуватиме своє граничне значення:

( - умовна гнучкість стінки відповідного перерізу), де

із табл.27* при , знаходимо:

при , тоді обчислюємо за формулою

при , тоді за ф-лою , але не більше 3.1.

У нас , тоді

.

Знайдемо товщину стінки із ф-ли:

.

3. Обчислюємо площу стінки:

.

4. Із досвіду проектування, для двотаврів маємо співвідношення

Нехай, . Тоді товщина полиці буде: .

5. Обчислюємо необхідні площу та ширину полиці:

.

Якщо площа вийде від’ємна, як слідство малого значення стискаючої сили за умови попередньо прийнятої гнучкості колони , стійкість останньої у її площині очевидно забезпечується навіть лише площею стінки, оскільки маємо

Виходячи з цього, ширину полиці далі призначаємо конструктивно.

6. Для забезпечення жорсткості колони із її площини, ширину полиці рекомендується приймати:

, де - висота колони.

У нас - висота верхньої частини ступінчатої колони.

Нехай, .

7. Для позацентрово-стиснутих двотаврів можна прийняти співвідношення:

. Нехай, . Тоді маємо ширину полиці .

8. За значеннями, отриманими в п.п. 5.6, 5.7, остаточно приймемо ширину полиці .

9. Корегуємо висоту стінки .

10. Із умови забезпечення місцевої стійкості стінки корегуємо її товщину:

.

11. Перевіряємо місцеву стійкість полиці. Звіс полиці буде:

.

Відповідно до п. 7.23*, табл.29* (СНиП), для забезпечення місцевої стійкості полиці відношення розрахункової ширини звісу полиці до її товщини повинно не перевищувати значення

У нас - місцева стійкість полиці забезпечена.

5.12. Фактичні площі перерізів частин колони та всього перерізу:

.

13. Остаточні розміри поперечного перерізу колони з урахуванням сортаменту та корегування розрахункового опору сталі.

Відповідно до п.п. 5.4…5.10 нами отримано наступні розміри перерізу:

; ; ; ; .

13. Як бачимо, товщини елементів перерізу не перевищують 20мм. Тоді відповідно до табл.51* для сталі С235 корегуємо прийняте раніше значення її розрахункового опору, збільшуючи його до величини .

Відповідно до сортаменту на листову сталь розміри поперечного перерізу колони приймемо наступними:

; ; ; ; .