3.Проектирование колонн

3.1. Подбор сечения центрально-сжатой сплошной колонны из трёх двутавров, трубы, двух уголков, трёх листов

Рисунок 6 – Конструктивная и расчётная схемы колонн

Полная длина колонн с оголовком и базой при наличии заглубления:

где – расстояние от пола до верха настила;

– заглубление базы;

– строительная высота перекрытия.

Расчётная длина колонны .

Расчётная сила .

Подбор сечения центрально-сжатой сплошной колонны из трёх двутавров

Определим требуемую площадь колонны при :

Из сортамента подбираем двутавр № 27 ( ).

Рисунок 7 – Схема колонны из трёх двутавров

Определим минимальный радиус инерции сечения колонны, составленной из трёх двутавров:

Принимаем .

Проверка напряжений:

Условие устойчивости выполняется.

Подбор сечения центрально-сжатой сплошной колонны из трубы

Рисунок 8 – Схема колонны из сварной прямошовной трубы

Согласно ГОСТ 107040-91 по требуемой площади ( ) выбираем диаметр электросварной прямошовной трубы:

Проверяем толщину трубы из условия устойчивости:

Принимаем

Проверка напряжений:

Условие устойчивости выполняется.

Подбор сечения центрально-сжатой сплошной колонны из двух уголков

Рисунок 9 – Схема колонны из двух уголков

По ГОСТ 8509-72* по требуемой площади ( ) принимаем 2 уголка № 22 размерами:

Момент и радиус инерции сечения:

Принимаем .

Проверка напряжений:

Условие устойчивости выполняется. При уголке № 22 условие устойчивости не выполняется.

Подбор сечения центрально-сжатой сплошной колонны из трёх листов

Рисунок 10 – Схема колонны из трёх листов

Задаёмся гибкостью в пределах . .

Радиус инерции: .

Ширина колонны: .

Согласно ГОСТ 82-70 принимаем .

Требуемая площадь сечения:

Площадь пояса:

Площадь стенки:

Определяем толщину пояса:

Принимаем согласно ГОСТ 82-70.

Высота стенки:

Принимаем согласно ГОСТ 82-70.

Определяем толщину стенки:

Принимаем минимальное значение по ГОСТ 82-70 .

Проверяем обеспеченность местной устойчивости пояса по условию

где – условная гибкость стержня.

Местная устойчивость пояса обеспечена.

Местная устойчивость стенки считается обеспеченной, если

где .

Местная устойчивость стенки обеспечена. Постановка продольных рёбер не требуется.

Принимаем .

Проверка напряжений:

Условие устойчивости выполняется.

3.2. Подбор сечения центрально-сжатой сквозной колонны из трёх двутавров, трубы, двух уголков, трёх листов.

Расчёт относительно материальной оси

Рисунок 11 – Схема сквозной колонны из двух швеллеров

Задаёмся . .

Определим требуемую площадь из условия устойчивости:

Из сортамента подбираем швеллер № 36 (

).

Определим гибкость:

Принимаем .

Проверка напряжений:

Условие устойчивости выполняется.

Расчёт относительно свободной оси

Задаёмся гибкостью ветви:

.

Назначаем толщину планки

Рисунок 12 – Сквозная колонна на планках

Высота планки .

Принимаем по ГОСТ 82-70

Ширина колонны в осях:

Принимаем

Расстояние между планками:

Принимаем

Расстояние между центрами планок:

Найдём соотношение погонных жёсткостей:

Тогда гибкость колонны относительно свободной оси:

Радиус инерции:

Определяем расстояние между ветвями:

Окончательно принимаем

Ширина колонны:

Определяем фактическую приведённую гибкость относительно свободной оси:

Согласно таблице 72 [1] принимаем .

Проверка напряжений:

Условие устойчивости выполняется.