Конструкция, подбор и проверка сечения сплошной внецентренно-сжатой колонны, учет требований к местной устойчивости полок и стенки колонны

После того, как расчетные длины определены, выбраны марка стали, выписаны , находят требуемую площадь сечения из условия обеспечения устойчивости: п.5.27[1],

где - коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии, табл.74 [1], зависит от условной гибкости и приведенного относительного эксцентриситета ;

η – коэффициент влияния формы сечения

 

Для определения этих параметров необходимо знать габариты сечения – высоту сечения h – определяют при компоновке поперечника, тогда , таким образом .

Последовательность: находят сначала относительный эксцентриситет ; - ядровое расстояние; - момент сопротивления сжатого волокна;

где, эксцентриситет , тогда .

 

Для определения приведенного относительного эксцентриситета необходимо знать η – коэффициент влияния формы сечения, табл.73 [1], зависит от λ и m. Кроме того приблизительно задаются соотношением площадей полки и стенки (например, если сечение двутавровое, то это тип сечения 5, а соотношение можно принять среднее, т.е 0,5)

По требуемой площади сечения подбирают по сортаменту прокатный двутавр с параллельными гранями полок (тип Ш) или компонуют сечение из трех листов - составное.

При компоновке сечения из тонких листов необходимо обеспечить местную устойчивость элементов сечения.

Для внецентренно сжатых элементов двутаврового сечения отношение расчетной высоты стенки к толщине следует принимать не более значений табл.28[1], в зависимости от m и λ.

Момент инерции продольного разреза относительно оси стенки у-у должен быть не менее

При постановке ребра с одной стороны стенки, его момент инерции I_p вычисляется относительно оси, совмещенной с гранью стенки.

При наличии ребер неустойчивую часть стенки считают выключившейся из работы и в расчете сечение колонны (только при определении площади сечения) включают два крайних участка стенки шириной .

Все прочие геометрические характеристики определяются для целого сечения.

Назначив толщину стенки, определяют требуемую площадь полки А_n:

- при устойчивой стенке: ;

- при неустойчивой: .

Из условия обеспечения устойчивости колонны из плоскости действия момента ширина полки b_n принимается не менее .

Толщину полки назначают с учетом местной устойчивости, табл.29[1].

так для неокаймленной полки двутавра: предельное отношение ширины свеса к толщине полки

Скомпоновав сечение колонны, проводят проверку ее устойчивости в плоскости и из плоскости момента.

Проверка устойчивости в плоскости действия момента

,

для определения - табл. 74, [1], а значения - определяются уже точно для принятого сечения.

Проверка устойчивости из плоскости момента

где с – коэффициент, определяемый согласно п.5.31[1], в зависимости от m

- коэффициент продольного изгиба для как для центрально сжатого стержня, табл.72[1].

Проверка прочности выполняется по формуле

где - изгибающий момент из плоскости рамы;

- момент и продольная сила в плоскости рамы;

n, - коэффициенты, приложение 5[1].

Расчет на прочность не требуется выполнять при , и при отсутст- вии ослабления сечения.

Прежде чем выполнять проверку из плоскости действия момента, проверяют соблюдение условия (90) п.7.16[1]

;

где , - наибольшее сжимающее напряжение в стенке,

- расстояние от центра тяжести до сжатого края стенки.

- соответствующее напряжение у противоположного края стенки (yp – расстояние от центра тяжести сечения до разгружаемого моментом края стенки);

- среднее касательное напряжение в стенке.

Если это условие выполняется, то проверку устойчивости колонны из плоскости действия момента проводят с учетом всей площади сечения; если стенка не устойчива, т.е. условие 90 не выполняется, то в расчет включают два участка стенки по ;

Если недонапряжение в основной проверке >5% или перенапряжение - проводят корректировку сечения и повторную проверку.