По каким геометрическим параметрам выбирают прокатный профиль для ветвей сквозной колонны?

Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета относительно материальной оси х-х. Приняв гибкость и определив по ней коэффициент , по (12.4) получаем требуемую площадь поперечного сечения и требуемый радиус инерции сечения . Вычислив _тр и , подбираем по сортаменту соответствующий им профиль швеллера или двутавра. Если эти величины не будут совпадать в одном профиле, можно попробовать изменить заданную гибкость так, чтобы площадь и радиус инерции профиля, в конечном счете, оказались наиболее близки к расчетным значениям.

Из какого условия назначается расстояние между ветвями сквозной колонны?

Если устойчивость обеспечена без излишних запасов, можно перейти к определению расстояния между ветвями из условия равноустойчивости, которое для сквозной колонны запишется

.

В каком случае проверка устойчивости колонны относительно свободной оси не делается?

Назначив окончательно расстояние между ветвями, вычисляют фактический радиус инерции и уточняют величину приведенной гибкости. Если < , то проверки устойчивости колонны относительно свободной оси не требуется.

Если > выполняется проверка по формуле ,

где определяется по приведенной гибкости

Назовите известные Вам типы баз для центрально-сжатых колонн.

Конструкция базы должна обеспечивать равномерную передачу нагрузки от колонны на фундамент, быстрый монтаж и соответствовать принятому в расчетной схеме соединению колонны с фундаментом - жесткое или шарнирное.

По конструктивному решению различают базы колонн в виде плоских плит (рис. 12.3,а) и базы с траверсами (рис. 12.3,б). На конструктивное решение баз влияет способ монтажа колонн. В настоящее время распространен безвыверочный монтаж, при котором колонны с фрезерованными торцами устанавливают на заранее выверенные и подлитые бетоном опорные плиты со строганой верхней поверхностью.

Самыми простыми в конструктивном отношении являются базы, состоящие из одной плиты, максимальная толщина которой не должна превышать 60 80 мм. В таких базах усилие передается через фрезерованный конец колонны на строганую поверхность плиты, а сварные швы, прикрепляющие плиту к стержню, выполняются на заводе или на монтаже (в зависимости от способа монтажа)

При больших нагрузках с целью уменьшения толщины плиты в конструкцию базы вводят траверсы.

Запишите формулу, по которой определяется площадь опорной плиты базы колонны, и поясните ее.

Размеры опорной плиты определяют предполагая, что усилие в колонне распределяется равномерно базой колонны по всей площади контакта с фундаментом. В соответствии с этим, требуемая площадь опорной плиты обуславливается прочностью бетона фундамента

R_b,см, (12.10)

где R_b,см - расчетное сопротивление бетона смятию, R_b,см= R_b. Здесь R_b - призменная прочность бетона, - коэффициент, учитывающий увеличение прочности бетона при местном смятии в зависимости от отношения площадей фундамента А_f и опорной плиты А_ПЛ, но принимаемый не более 1,5.

Если база рассчитывается до проектирования фундамента, то принимают  = 1,2.

По какому усилию в плите вычисляют ее толщину? Расскажите, как определить это усилие в базах с траверсами и без траверс.

Расчет ведут с учетом запаса прочности по изгибающему моменту в консольном участке плиты

, (12.11)

где - напряжение в бетоне под плитой; А - площадь трапеции, заштрихованной на рис. 12.3,а; С₁ - расстояние осей центра тяжести трапеции до расчетного сечения, расположенного по кромке колонны. Толщина плиты определяется по формуле

, (12.12)

где b - ширина расчетного сечения равная ширине полки колонны; - принимается по СНиП в зависимости от толщины плиты.

Если плита получается очень толстой, принимают базу с траверсами или с ребрами (рис. 12.3,в).

Для определения толщины плиты ее рассматривают как пластину, нагруженную снизу равномерно распределенным давлением фундамента и опертую на элементы сечения стержня и траверсы. В опорной плите выделяют участки, отличающиеся размерами и характером опирания на элементы базы: консольные - 1, опертые по двум сторонам - 2, опертые по трем сторонам - 3 и опертые по четырем сторонам - 4 (рис. 12.3,г). Далее для каждого участка определяют наибольшие изгибающие моменты, действующие на полосе шириной в 1 см.

Для консольного участка изгибающий момент равен , где q - погонная нагрузка (на 1 см длины) на условную балочку пролетом c и шириной в 1 см, равная давлению плиты на фундамент .

Для участка опертого по двум сторонам

, (12.13)

где - длина перпендикуляра, опущенного из угла пересечения опертых сторон на диагональ длиной , а коэффициент определяется по специально составленным таблицам в зависимости от отношения . Если отношение , момент определяется как в консольном участке.

Для участка, опертого по трем сторонам, изгибающий момент вычисляется по (12.13), при этом - длина свободной стороны участка, - длина закрепленной стороны, перпендикулярной свободной стороне. При отношении момент вычисляют как в консольной плите пролетом .

И, наконец, для участка опертого по четырем сторонам, изгибающий момент вычисляется для центра плиты и равен

, (12.14)

όгде а - размер меньшей стороны участка; - табличный коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны к более короткой . При отношении изгибающий момент определяется как для однопролетной балочной шарнирно опертой плиты по формуле .

Толщину плиты рассчитывают по бόльшему из моментов

. (12.15)

При расчете необходимо стремиться, чтобы изгибающие моменты на различных участках отличались незначительно. Это достигается постановкой дополнительных ребер или диафрагм, уменьшающих размеры участков.

Как определяется высота траверсы в базах центрально-сжатых колонн?

Высота траверсы определяется по длине сварных швов, необходимых для ее крепления к ветвям. При общем числе швов 4 формула запишется

, (12.16)

но не более .

6. Оголовок колонны сплошного сечения

7. Расчет и конструирование оголовка колонны сквозного сечения

9,10,11 - Внецентренно сжатые колонны. Базы

Какие проверки необходимо выполнить для внецентренно сжатой колонны при ?

При выполняют проверки устойчивости:

а) в плоскости действия момента (относительно оси х-х)

, (13.6)

здесь определяется по таблицам СНиП в зависимости от и ;

б) из плоскости действия момента (относительно оси у-у)

, (13.7)

Какие проверки необходимо выполнить для внецентренно сжатой колонны при ?

При выполняют проверки:

а) прочности колонн, неподвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, разрешается вести с учетом развития пластических деформаций по формуле , (13.3)

где N и - абсолютные значения соответственно продольной силы и изгибающего момента относительно оси х-х; n и - коэффициенты, учитывающие степень ослабления сечений пластическими деформациями при расчете на прочность, принимаемые по таблицам в нормах проектирования; - минимальный момент сопротивления сечения нетто относительно оси х-х; - площадь сечения нетто.

или в других случаях внецентренно сжатые колонны рассчитывают на прочность в пределах упругих деформаций по формуле

, (13.4)

где - момент инерции сечения нетто; y - координата рассматриваемой точки сечения относительно оси х-х;

б) устойчивости из плоскости действия изгибающего момента по (13.7).