2. Проверка местной устойчивости элементов стержня колонны

Местная устойчивость стенки колонны двутаврового сечения обеспечена, если выполняются условия:

при (4.3)

(4.5)

но не более , где - условная гибкость.

В противном случае необходимо увеличить толщину стенки или поставить парное продольное ребро жесткости на всю высоту колонны (рис. 19). Минимальные размеры ребер назначаются так же, как и размеры поперечных ребер в балках (см.п.4.8).

Площадь продольного ребра целесообразно включить в расчетную площадь сечения колонны при проверке общей устойчивости. В случае постановки ребра местная устойчивость стенки колонны проверяется по п.7.19 (1).

Если , то необходимо стенку укрепить шарнирными поперечными ребрами жесткости, размеры которых определяют так же, как и в главных балках. В любом случае на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух парных поперечных ребер жесткости.

Рис. 19. Ребра жесткости сплошной колонны.

Местная устойчивость поясов обеспечена, если , где свес полки b_ef= (b_f-t_w)/2

4.3. Расчет стержня колонны сквозного сечения

Расчетную сжимающую силу N и расчетные длины l_x и l_y вычисляют как для сплошной колонны. Особенностью расчета сквозной колонны является определение оптимального расстояния между ветвями.

Подбор сечения колонны относительно материальной оси (рис. 20) производится также, как и для колонны сплошного сечения, при этом расчетная гибкость принимается несколько меньшей.

l=90-60 при N£1500 кН и длине 5-7 м; l=60-40 при N£2500-3000 кН и той же длине. Для сквозного сечения принимается m_x=1; m_y=2.

Определив требуемую площадь поперечного сечения (см.п.4.1.), подбирают по сортаменту соответствующий прокатный профиль.

Принятое сечение проверяют на устойчивость.

Рис. 20. Сечение сквозной колонны.

N - должно быть скорректировано с учетом собственного веса колонны;

j_х - определяется по фактической гибкости (см.п.4.1.).

Компоновка сечения колонны относительно свободной оси выполняется исходя из условия обеспечения равноустойчивости, при этом требуемая гибкость относительно свободной оси (4.7)

где l₁ - гибкость ветви относительно собственной оси I-I, принимается l_1£40.

Требуемый радиус инерции Ширина сечения

a_у - коэффициент по табл.4.

Таблица 4.1

Значения коэффициента a_у для сквозного сечения колонны

Сечение
aу	0,52	0,44	0,6	0,43

Размер b’ принимается кратным 50 мм и должен быть больше ширины полок плюс зазор между полками на окраску - 100 мм.

Далее проектируют планки: ширина d_пл=(0,5-0,75)b_пл; толщина планки t_пл=6-12 мм; длина планки b_пл принимается равной расстоянию в свету между ветвями плюс 2×(20-30) мм, где 20-30 мм - напуск планок на ветви.

Момент инерции относительно свободной оси (4.8)

I_b1 - момент инерции ветви относительно оси I-I, A_b - площадь сечения ветви,

а - расстояние между центрами тяжести ветвей колонны (осями 1-1; рис. 20).

Радиус инерции (4.9) Гибкость (4.10)

Приведенная гибкость при (4.11)

при , (4.12)

где ; I_b1 - момент инерции сечения ветви относительно собственной оси, параллельной свободной оси; I_S - момент инерции сечения планки относительно собственной оси Z-Z (см.рис.21). b - расстояние между центрами планок принимается по предельной гибкости (l £ l_1×i_b1+d_пл) с учетом унификации; l₁=l/i_b1 - гибкость ветви.

По l_еf находят j_y. Проверяют устойчивость стержня колонны относительно свободной оси. (4.13)