Конструктивні поправки сталевих колон [3]

Тип колони		Конструктивні поправки
		за нормальними силами	за згинальними моментами
Важка (з гілками із складених двотаврів)	Крайній ряд	0,91…1,01	0,66…0,74
	Середній ряд	0,76…1,00	0,44…0,67
Легка (з гілками з прокатних кутиків)		0,87…1,03	0,64…0,74

5.3. Імовірнісні оцінки коефіцієнту умов роботи

Обґрунтування коефіцієнтів умов роботи, крім оцінки конструктивних поправок, може базуватися також на імовірнісних дослідженнях і оцінках надійності конструкцій.

5.3.1. Коефіцієнт умов роботи ступінчастих колон.

Рис. 5.2. Розрахункові схеми колон ОВБ:

а – стійка постійного перерізу; б – ступінчаста колона

Особливістю конструкцій колон є те, що на них діють кілька випадкових навантажень, що мають різну імовірнісну природу (постійні, атмосферні, кранові) (рис. 5.2). Тому оцінка надійності таких конструкцій досить складна, вона одержана в дослідженнях, що проводилися на кафедрі КМДіП ПолтНТУ на протязі кількох років [8, 9, 10]. Ці дослідження дозволили, зокрема, оцінити резерви несучої здатності сталевих колон ОВБ, що не враховувалися діючими нормами, і запропонувати новий коефіцієнт умов роботи.

Для одержання конкретних результатів був перевірений ряд характерних ступінчастих колон виробничих будівель, спроектованих за нормами [1], частина одержаних результатів ілюструється табл. 5.8, в якій прийняті наступні позначення:

L – проліт поперечної рами виробничої будівлі; B – крок колон;

l₂ , l₁ – довжини відповідно верхньої і нижньої частин колони;

Q₂(t), Q₁(t) – імовірності відмови відповідно верхньої і нижньої частин колони при терміні експлуатації t = 50 років, визначена наближена за кількістю викидів N₊(t) 1.

Як видно з табл. 5.8, були розглянуті колони в широкому діапазоні параметрів: при жорсткому і шарнірному сполученні колон з ригелями, для рам з прольотами 24…36 м і кроками 6 і 12 м, з теплою і холодною покрівлею по профільованому настилу і залізобетонним панелям, з мостовими кранами вантажопідйомністю 30/5…125/20 тс режимів 4К-6К і 7К, для снігових і вітрових навантажень І,ІІ і ІІІ районів; всі колони підібрані за розрахунком без запасу.

Дані таблиці свідчать про те, що верхні частини ступінчастих колон мають імовірності відмови одного порядку з колонами постійного перерізу і кроквяними балками при важкій покрівлі, тому можна говорити про примірну рівнозабезпеченність цієї групи сталевих конструкцій.

У той же час систематично, як при жорсткому, так і при шарнірному сполученні ригелів з колонами надійність нижніх частин виявилася значно більшою, ніж верхніх. Це є слідством прикладення до нижньої частини більшої кількості випадкових навантажень, зокрема, вертикального кранового навантаження.

Таке положення дало можливість викрити резерви надійності нижніх частин колон і з умови Q₁(t)Q₂(t) знайти зменшену площу перерізу і коефіцієнт умови роботи, що дорівнював для перевірених варіантів колон _с =1,15…1,53. Цей коефіцієнт, визначений на основі критерію рівнонадійності частин, можна рекомендувати ввести в розрахункові формули для суцільних і наскрізних нижніх ділянок ступінчастих колон ОВБ, оснащених мостовими кранами.

Одним із параметрів, що впливає на даний коефіцієнт, є відношення поздовжніх сил верхньої і нижньої частин колон. Очевидно, що для диференціації коефіцієнта і деталізації його зв’язку з різними параметрами необхідно подальше вивчення даного питання, яке залишається актуальним і на теперішній момент. Однак одержані дані дозволили у першому наближенні призначити із запасом за нижніми обчисленими значеннями коефіцієнт умов роботи γ_С = 1,15 для нижніх частин сталевих ступінчастих колон і

Варіант	Сполучення ригеля з колоною	Геометричні параметри		Навантаження					Імовірності відмови		Коефіцієнт умов роботи
				Покрівля	Крани		Райони		Верхня частина	Нижня частина
					Q, тс	Режим	Сніг	Вітер	Q2(t)	Q1(t)	γс
1	жор-стке			тепла з.б. панелі	15/3	7К	ІІІ	І	0,48	0,96×10-2	1,15
2	жор-стке			тепла з.б. панелі	125/20	4К-6К	ІІІ	ІІ	0,023	4,15×10-4	1,15
3	шар-нірне			тепла проф-настил	100/20	4К-6К	ІІІ	ІІ	9,83×10-4	2,24×10-7	1,32
4	жор-стке			тепла з.б. панелі	100/20	4К-6К	ІІІ	ІІ	0,054	6,5×10-5	1,25
5	шар-нірне			тепла з.б. панелі	80/20	7К	ІІІ	ІІ	0,213	1,71×10-6	1,18
6	шар-нірне			тепла з.б. панелі	50/10	4К-6К	І	ІІІ	0,54	5,0×10-8	1,19
7	шар-нірне			холодна з.б. панелі	30/5	7К	ІІ	І	0,71	2,78×10-12	1,32

Таблиця 5.8