7. Расчёт и конструирование колонны

7.1. Расчётная схема. Расчётное усилие

Расчётная схема одноярусной колонны определяется способом закрепления её в фундаменте, а также способом прикрепления главных балок, передающих нагрузку на колонну. При расчёте лёгких колонн соединение с фундаментом с учётом запаса прочности чаще всего принимается шарнирным.

Расчётная длина колонны определяется по формуле

, (7.1)

где - коэффициент расчётной длины при шарнирных закреплениях концов колонны (рис. 12);

- геометрическая длина колонны,

з

Рис. 12. К определению расчётной длины колонны

десь- заданная отметка верха настила;

- см. формулу (6.3);

- высота главной балки пролета ;

- выступающая часть опорного ребра главной балки (см. п. 6.9);

- заглубление подошвы колонны ниже нулевой отметки.

Расчётное усилие в стержне колонны будет

, (7.2)

где - коэффициент, учитывающий собственный вес колонны;

- см. формулу (6.30).

7.2. Подбор сечения колонны

В курсовом проекте предусматривается подбор сечения стержня сплошной и сквозной центрально-сжатой колонны.

7.2.1. Подбор сечения сплошной колонны

Сечение стержня сплошной колонны обычно проектируется в виде двутавра, сваренного из трёх листов (рис. 13).

Рис.13. Сечение сплошной колонны

Предварительно задаются гибкостью колонны , которая не должна превышать.

Тогда условная гибкость колонны будет

. (7.3)

Найдя по табл. Д.1 [1] коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения, определяются в первом приближении требуемые:

- площадь сечения ;

- радиус инерции сечения относительно оси ;

- ширина полки .

Принимается в соответствии с сортаментом (прил. табл. 1) ширина полки ().

Задавшись по сортаменту возможно меньшей толщиной стенки , определяется из условия обеспечения местной устойчивости полки колонны требуемая толщина полки:

. (7.4)

Формула (7.4) справедлива для колонны с условной гибкостью отдо. При значенияхилив данной формуле следует принимать соответственноили.

Приняв по сортаменту толщину полки (), определяется требуемая высота стенки:

.

При назначении по сортаменту высоты стенки необходимо учитывать следующие требования:

а) конструктивно принимается не менее для обеспечения возможности автоматической сварки;

б) по расчёту ;

в) из условия обеспечения местной устойчивости стенки двутаврового сечения по п. 7.3.2 [1]

, (7.5)

где при ;

при , но не более .

Вычисляются геометрические характеристики подобранного сечения:

- площадь ;

- момент инерции относительно оси y-y ;

- радиус инерции относительно оси y-y ;

- радиус инерции относительно оси x-x ;

- гибкости ,;

- условная гибкость .

Проверка общей устойчивости колонны выполняется относительно той оси, которой соответствует максимальная гибкость (или):

,

где - коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения, принимаемый по табл. Д.1 [1].

Недонапряжение, определяемое по формуле

,

не должно превышать .