2.2.3 Определение усилий в колоннах

П оперечную раму однопролетного здания, состоящую из двух колонн, жестко защемленных в фундаментах и шарнирно соединенных с ригелем в виде фермы, рассчитывают на вертикальные и горизонтальные нагрузки (рис. 11). Она является один раз статически неопределимой системой. При бесконечно большой жесткости ригеля (условное допущение) за лишнее неизвестное удобство принять продольное усилие в ригеле, которое определяют по известным правилам строительной механики.

Рисунок 11 - Расчетная схема для рамы

Определение изгибающих моментов (без учета коэффициента сочетаний):

– от ветровой нагрузки:

Усилие в ригеле:

Изгибающий момент в уровне верха фундамента:

– от внецентренного приложения нагрузки от стен:

Изгибающий момент, действующий на стойку рамы:

Усилие в ригеле (усилие растяжения):

Изгибающие моменты в уровне верха фундамента:

Определение поперечных сил (без учета коэффициента сочетания):

– от ветровой нагрузки:

– от внецентренного приложения нагрузки от стен:

Определение усилий в колоннах:

2.2.4 Расчет колонн на прочность по нормальным напряжениям и на устойчивость плоской формы деформирования

Расчет проводится на действие N и M при первом сочетании нагрузок. Рассчитываем на прочность по формуле п.4.16 СНиП II-25-80 для элементов подверженных воздействию осевой силы с изгибом: М=221,1 кН, N=100,43 кН

–расчетная длина (в плоскости рамы) (п.4.21 СНиП II-25-80):

,

где (при одном защемленном и другом свободном нагруженном конце);

– площадь сечения колонны:

– момент сопротивления:

– гибкость элемента цельного сечения (п.4.3.СНиП II-25-80):

,

где l_о – расчетная длина элемента;

r – радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто соответственно относительно осей Х и У.

– (п.4.3. СНиП II-25-80)

А=3000 для >70

При древесине 3 сорта и при принятых размерах сечения по таблице 3 СНиП II-25-80:

m_п =0,8 – коэффициент применяемый в зависимости от породы древесины (пихта);

m_t =0,97 – коэффициент применяемый в зависимости от города застройки (г.Баку);

m_v =0,9 – коэффициент применяемый в зависимости от условий эксплуатации (А-3).

Коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле п.4.17. СНиП II-25-80: ,

где М – изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

 – коэффициент (п. 4.3.СНиП II-25-80)

< R_c ,

где М_д – изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме.

При эпюре моментов треугольного очертания (п.4.17 СНиП II-25-80) поправочный коэффициент к : k_н = _н + (1 – _н),

где _н – коэффициент, который следует принимать равным 1,22 при эпюрах изгибающих моментов треугольного очертания (от сосредоточенной силы).

Оставляем ранее принятое сечение, исходя из необходимости ограничения гибкости.

Принимаем, что распорки по наружным рядам колонн (в плоскости, параллельной наружным стенам) идут только по верху колонн. Тогда .