5.2 Подбор сечения стержня колонны

Стержень сквозной колонны состоит, как правило, из двух прокатных профилей (двутавров, швеллеров, двутавра и швеллера), соединенных между собой планками или решетками. Равноустойчивость колонны в обеих плоскостях (х - х и y - y) обеспечивают раздвижкой ветвей на такое расстояние, чтобы приведенная гибкость _ef по свободной оси была не более гибкости колонны по материальной оси (_ef_x). Расчет сечения сквозной колонны ведут относительно материальной оси, а расстояние между ветвями определяют относительно свободной оси.

Требуемую площадь сечения центрально - сжатой колонны (при условии обеспечения устойчивости относительно главных осей ее сечения) можно определить по формуле [2]

, (5.4)

где N - сила, действующая на колонну, кН;

 - коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости колонны.

Для сквозных колонн с расчетной нагрузкой до 1500 кН, длиной 5 – 7 м в предварительных расчетах гибкость можно принять в пределах  = 60...90, для более мощных колонн с нагрузкой 2500 – 3000 кН -  = 40...60 [1].

Требуемый радиус инерции сечения стержня колонны относительно материальной оси i определяем из формулы ; при этом учитываем, что гибкость относительно материальной оси равна расчетной гибкости. По полученным значениям (площадь сечения и требуемый радиус инерции) по сортаменту (таблицы 3.1 и 3.2) принимаем подходящий профиль проката. Если эти величины по сортаменту не будут совпадать в одном профиле (из-за неудачно заданной гибкости), следует взять профили, в которых величины А и i имели бы значения, наиболее близкие к найденным.

Проверку устойчивости принятого стержня ведем по формуле

, (5.5)

где _x – коэффициент, определяемый по действительной гибкости .

Перенапряжение не допускается, а недонапряжение должно быть минимальным.

Если сечение удовлетворяет условию устойчивости относительно материальной оси, то следующий этап - расчет относительно свободной оси «у-у».

Расчет сквозной колонны относительно свободной оси заключается в определении расстояния «в» между ветвями

5.3 Расчет колонны относительно свободной оси

Определяем расстояние между ветвями колонны из условий равноустойчивости колонны в двух плоскостях . Гибкость ветви для колонн с соединительными планками рекомендуется принимать_у1 = 30..35, но не более 40. Требуемое значение гибкости относительно свободной оси

(5.6)

Рекомендуется соблюдать требование _еf1  _х, в противном случае возможна потеря несущей способности ветви ранее потери устойчивости колонны.

Соответствующий полученной гибкости радиус инерции . Требуемое расстояние между ветвями. Коэффициентзависит от типа сечения ветвей [4];

=0,44 – для сечения из двух швеллеров, поставленных полками внутрь;

=0,60 – для сечения из двух двутавров;

=0,60 – для сечения из двух швеллеров, поставленных полками наружу.

Расстояние в свету между соединительными планками колонны должны удовлетворять условию . Значение b должно быть увязано с допустимым габаритом колонны, а также с необходимым зазором между полками ветвей (min 100 мм).

Назначают размеры соединительных планок (по данным проектирования принимают ).