5. Проектирование составной внецентренно сжатой колонны сплошного сечения.

5.1. Подбор сечения колонны из условия общей устойчивости.

5.1.1. Расчетные длины.

При определении расчетной длины

колонн однопролетных рам предполагается,

что обе колонны находятся в одинаковых условиях

и могут одновременно потерять устойчивость

(в запас прочности). Т.к. примыкание ригеля к

колоннам жесткое, то верхний конец колонны

закреплен от поворота.

Т.о. расчетная длина колонны

однопролетного производственного здания в

плоскости изгиба (плоскости рамы) при

жестком креплении ригеля к колонне равна

, где

- высота колонны, ;

- коэффициент приведения длины.

Установлено, что для колонн постоянного по высоте сечения коэффициент приведения длины зависит от способа закрепления колонны в фундаменте и соотношения погонных жесткостей ригеля и колонны. При жестком закреплении колонн в фундаментах коэффициентопределяется по формуле, где

. Здесь - погонная жесткость ригеля;- погонная жесткость колонны.

Для рам с жестким прикреплением ригеля к колоннам .

Расчетная длина колонны из

плоскости рамы принимается

равной наибольшему расстоянию

между точками закрепления колонны

от смещения вдоль здания. Расчетная

длина определяется в зависимости

от конструктивной схемы каркаса.

В зданиях без мостовых кранов

такими точками является подошва башмака

и распорки по колоннам в уровне нижних поясов стропильных ферм. Для сокращения расчетной длины колонны вдоль здания устанавливают промежуточные распорки. При установке одной распорки по высоте колонны расчетная длина будет уменьшена в два раза, т.е. .

_{Проверка устойчивости колонны из плоскости действия момента производится на сочетания} M и N средней трети расчетной длины колонны. При расчетной длине значениеM следует взять в сечении колонны, отстоящим от низа башмака на расстоянии ,,.

5.1.2. Подбор двутаврового симметричного сечения сплошной колонны.

Сечение колонны подбираем из условия обеспечения ее устойчивости в плоскости изгиба. Колонна будет выполнена из стали марки С245 с расчетным сопротивлением по пределу текучести .

1. Задаемся начальной гибкостью колонны в плоскости рамы .

2. Определяем ориентировочную высоту сечения колонны

.

3. Для симметричного двутавра радиус инерции сечения равен

, а радиус ядра сечения равен

. Вычисляем условную начальную гибкость

. Вычисляем начальный относительный эксцентриситет .

4. Задаемся величиной коэффициента влияния формы сечения . Коэффициент определяем по Таблице 1 методического пособия. В первом приближении принимаем отношение площадей полки и стенки. Тогда- коэффициент показывает распределение пластических деформаций по поперечному сечению.

Определяем величину приведенного относительного эксцентриситета .

5. Зная ипо Таблице Д3 СП16.13330.2011* «Стальные конструкции» определяем коэффициент. Вычисляем требуемую площадь сечения.

6. По требуемой площади компонуем двутавровое сечение из трех стальных листов. Назначаем высоту стенки двутавра .. Определяем толщину стенки. По условию коррозийной стойкости. Принимаем. Определяем требуемую площадь полки двутавра

.

Для обеспечения общей устойчивости колонны из плоскости действия момента ширину полки назначаем не менее..

Толщину полки принимаем из условий:

• из условия прочности

• по условию местной устойчивости

по сортаменту (Приложение 2 пособия) выбираем

Окончательно принимаем: ;;;.

7. Вычисляем геометрические характеристики принятого сечения.