2.3. Расчет колонны сплошного сечения

В соответствии с заданием на проектирование необходимо рассчитать промежуточную колонну рабочей площадки сплошного сечения. Расчет колонны включает назначение расчетной схемы (способов закрепления концов колонны с последующим их обеспечением), подбор сечения стержня, конструирование и расчет базы и оголовка.

2.3.1. Расчетная схема. Усилия

Наиболее часто колонны рабочей площадки представляются центрально сжатым стержнем, с шарнирно закрепленными концами (), устойчивость положения (или неизменяемость) которого обеспечивается системой связей и анкерных болтов.

Расчетные длины колонны принимаются одинаковыми, равными ее высоте

,

где Н – высота колонны, м (рис. 7), ;

- отметка верха настила, м (приведена в задании на проектирование);

- высота балочной клетки, м (в нашем случае она складывается из высоты главной балки, размера выступа ее опорного ребра и толщины настила);

- глубина заделки колонны под пол (обычно она принимается несколько больше высоты базы и принимается в пределах 400…600 мм).

Рис. 7. К определению высоты

колонны

Расчетное усилие в колонне, кН, принимается равным ,

где N* - расчетное продольное усилие в верхнем сечении промежуточной колонны, кН, на которую опираются две промежуточные главные балки

;

G_k – ориентировочный вес, кН, промежуточной колонны ;

- расчетное сопротивление листовой стали, кН/см², из которой выполняется колонна;

- коэффициент продольного изгиба центрально сжатого стержня, определяемый по [1, 2, 7] в зависимости от задаваемой гибкости := 50…80 для низких колонн (Н = 6…8 м) и = 90…110 - для высоких (более 10 м);

- конструктивный коэффициент, учитывающий вес дополнительных деталей колонны). Он принимается в пределах 1,2…1,3;

- объемный вес стали .

2.3.2. Подбор сечения стержня колонны

Подбор сечения сплошной колонны заключается в определении габаритных размеров ее поперечного сечения (размеры b_f и h, см. рис. 8), его требуемой площади, назначении толщин стенки t_w и полок t_f при заданной гибкости стержня и с учетом требований обеспечения местной устойчивости элементов.

Сечение колонн рабочей площадки принимаем двутавровым с ориентировочными (или предварительными) габаритными размерами, обеспечивающими заданную гибкость ,ии требуемой по прочности площадью.

Рис. 8. Поперечное

сечение стержня сплошной

колонны

Для обеспечения местной устойчивости стенки ее толщина (при )принимается не менееприи не менеепри. Окончательная толщина стенкиt_w принимается по ГОСТ 19903-74* (с округлением в большую сторону). Ориентировочную площадь сечения одного пояса (из условия прочности стержня колонны при заданной выше гибкости и при ) определяем по формуле. Если>> 0, то определяем требуемые из условия прочности стержня размеры сечения пояса. Обеспечивая его местную устойчивость соблюдением условияи принимая во внимание, что, получим требуемую толщину пояса. Округлив ее до ближайшего большего размера по ГОСТ 19903-74* () определяем требуемую прочностью колонны ширину пояса. В случае, если, назначаем окончательную ширину поясас округлением до размера, кратного 20 мм, в большую сторону, а при большом количестве изготовляемых колонн (более нескольких десятков) ширину пояса (как и высоту стенки) необходимо увязать с шириной листа по ГОСТ.

В случае, если 0, а также, если, необходимо скорректировать заданную гибкость, увеличив ее (при этом необходимо помнить, что предельная гибкость колонн= 120), и подбор сечения повторить.

Примечание: В случае, если корректировка требуемых результатов не дает, необходимо с руководителем проектирования решить вопрос о переходе на сечение со стенкой, теряющей свою местную устойчивость или на сквозное сечение.

Пояса со стенкой в колонне свариваются двухсторонними угловыми швами с минимальным катетом шва (см. [2]).