Проверка устойчивости элементов колонны После подбора поперечного сечения определяются его геометрические характеристики:

I_y = ; ;

i_y = ; i_x = ; _у = ; _x = . (3)

По значению _max и R_у по табл.2 приложения 1 находится коэффициент  и производится проверка общей устойчивости по формуле:

  < R_y_c, (4)

где _c – коэффициент условий работы; _c = 0,8…1,0.

Местная устойчивость стенки проверяется по формулам:

, при 2,

, при 2, но не более 2,3 ; (5)

где – условная гибкость колонны, =λ

Местная устойчивость полки проверяется по формуле:

. (6)

Конструктивно для удобства транспортировки по высоте колонны принимается две пары поперечных рёбер.

Пример. Проверка устойчивости элементов колонны. Требуется проверить устойчивость элементов колонны, по скомпонованному поперечному сечению колонны (см. практическое занятие 1).

1. Проверка общей устойчивости. Определяем геометрические характеристики поперечного сечения колонны. Устанавливаем, что момент инерции сечения относительно оси у меньше момента инерции относительно оси х, поэтому проверяем общую устойчивость относительно оси у.

I_y = см⁴ ;

i_y = = см; _у = = .

По _у и R_y по табл.2 приложения 1 определяем коэффициент  = 0,751.

Напряжение   3150/0,751184 = 22,8 кН/см². Так как =22,8 кН/см² < R_y_с = 23 кН/см², то общая устойчивость стержня колонны обеспечена.

Недонапряжение составляет:  5%.

2. Проверка местной устойчивости стенки.

Определяем условную гибкость стенки.

= ,

При  2 местная устойчивость стенки проверяется по формуле:

.

40/1,4  ,

28,6  60. Условие выполняется.

3. Проверка местной устойчивости полки

;

12,71  17,66. Условие выполняется.

Таким образом, расчеты показали, что стенка и полка сплошной колонны удовлетворяют требованиям местной устойчивости.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3

Конструирование и расчет базы колонны

Конструкция базы должна отвечать принятому в расчетной схеме колонны способу сопряжения ее с основанием. При сравнительно небольших расчетных усилиях в колоннах (до 4000…5000 т) рекомендуется применять базы с траверсами. Траверса воспринимает нагрузку от стержня колонны и передает ее на опорную плиту.

После выбора типа базы расчетом устанавливают размеры опорной плиты в плане и ее толщину. В центрально-сжатых колоннах размеры плиты в плане определяют из условия прочности фундамента. Требуемую площадь плиты определяют по формуле:

A_тр= , (7)

где R_b – расчетное сопротивление бетона сжатию;

• – коэффициент, принимаемый равным 1,2...1,3.

Таблица 2

Расчетное сопротивление бетона

Класс прочности	В 7.5	В 10	В 12.5	В 15
Расчетное сопротивление Rb, кН/см2	0,45	0,60	0,75	0,85

Размеры плиты (В и L) принимаются с учетом типа сечения колонны, расположения стержня в плане, а также размещения траверс и укрепляющих плиту ребер. Вылет консольной части плиты принимают вначале 80…120 мм и уточняют в процессе расчета толщины плиты. Плита работает как пластинка на упругом основании, воспринимающая давление стержня, траверс и ребер. Толщина опорной плиты определяется ее работой на изгиб как пластинки, опертой на торец колонны, траверсы и ребра и загруженную снизу равномерно распределенной нагрузкой от отпора фундамента q=N/А_пл. Плита может иметь участки, опертые на четыре, три канта или два канта (рис. 5).

Рис. 5. База центрально сжатой колонны

Наибольшие изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см в пластинках, опертых на 3 или 4 канта, определяются по формулам:

при опирании на три канта:

М=qс²; (8)

при опирании на четыре канта:

М=qa², (9)

где q – расчетное давление на 1 см² плиты, принимаемое равным напряжению в железобетонном фундаменте;_.

,  – коэффициенты, зависящие от отношения сторон расчетного участка плиты, принимаются по табл.3 и табл.4;

 – от отношения более длинной стороны к короткой;

 – от отношения закрепленной стороны пластинки к свободной.

Таблица 3