4. Центрально-сжатая колонна.

4.1. Подбор сечения.

Производим расчет колонны нижнего этажа многоэтажного производственного здания. Предполагается, что колонна работает на центральное сжатие, а ветровые нагрузки воспринимаются системой вертикальных связей. Угол - для снеговой нагрузки.

- расчетная длина стержня колонны при условии шарнирного закрепления на фундаменте:

,

где - высота этажа от пола до низа главной балки;

- высота заделки от обреза фундамента до уровня пола 1-го этажа;

- высота главной балки=82 см

Задаемся типом сечения – двутавровое сварное.

Для определения расчетной продольной силы в наиболее нагруженном сечении колонны определяем грузовую площадь :

.

Расчетная продольная сила :

Где - грузовая площадь;

- см. расчет второстепенной балки;

- длина главной балки;

;

- объемный вес металла;

- линейная плотность металла второстепенной балки по сортаменту;

- коэффициент надежности по нагрузке для металлических конструкций, табл.1[2];

- количество этажей по зданию;

- полное расчетное значение снеговой нагрузки [2, табл.4];

- средняя высота колонны в пределах одного этажа

- ориентировочный вес погонного метра стержня колонны.

Требуемая площадь сечения колонны определяется из условия устойчивости центрально-сжатого стержня.

Расчетное сечение:

,

где - коэффициент продольного изгиба для предварительного расчета принимаем (при ) по табл.72 [1].

Размеры полок и стенки должны отвечать конструктивным требованиям:

1. - площадь сечения одной полки; - площадь сечения стенки.

2. .

3. ,

.

Принимаем ; .

4.2. Расчет колонны на устойчивость.

Для принятых размеров сечения колонны определяем его фактические геометрические характеристики.

Площадь сечения:

.

Моменты инерции относительно центральных осей:

.

Из полученных значений моментов инерции устанавливаем меньшее - .

Определение минимального радиуса инерции сечения:

.

Гибкость стержня колонны:

.

В зависимости от , определяем коэффициент продольного изгиба по табл.72 [1].

Проверка устойчивости выполняется по формуле:

Сечение подобрано, недонапряжение не превышает 5%.

4.3. Проверка местной устойчивости элементов колонны.

Для стенки колонны:

При . , по высоте колонны ставятся парные поперечные ребра жесткости на расстоянии

Ширина ребер принимается:

Толщина ребер:

Для полки колонны:

Где ,

Условия выполняются.

5. База колонны с траверсами.

5.1. Определение размеров опорной плиты.

Расчетная продольная сила N в колонне на уровне базы определяет размеры опорной плиты колонны.

Требуемая площадь опорной плиты, обеспечивающая передачу усилия от колонны на фундамент:

Где - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию по 1 группе предельных состояний, принимаемое для бетона В12,5;

- коэффициент увеличения в зависимости от соотношения площади верхнего обреза фундамента и рабочей площади опорной плиты и .

Принимаем .

.

Опорная плита принимается квадратной;

.

Уточнив по сортаменту размеры плиты, принимаем фактическое реактивное давление со стороны фундамента: