8.Внецентренно-сжатые металлические элементы. Конструктивные решения.

Стальные центрально-сжатые колонны По характеру работы различают: центрально-сжатые и внецентренно сжатые колонны. Некоторые теоретические основы и положения Простейшей конструкцией стальной колонны является сплошная колонна постоянного сечения, выполненная из трубы или прокатного двутавра. Кроме того, стальные колонны могут быть составного сечения, выполненные из прокатных элементов: двух швеллеров, уголков и т.д. Центрально-сжатая колонна сквозного сечения, выполненная из двух швеллеровНа внецентренно сжатые колонны сила действует не по центру тяжести, а с эксцентриситетом е0

Эксцентриситет-Расстояние между точкой приложения силы от центра тяжести сечения колонны.

Центрально-сжатыми называются элементы, нагрузка на которые действует по центру тяжести сечения. Центральное сжатие более выгодно, так как конструкция испытывает менее сложное напряженное состояние, что позволяет проектировать более простые сечения элементов и полнее использовать несущую способность материала.

9. Алгоритм расчета центрально сжатой колонны.

1.определение нагрузки на колонну(если она не задана)

2.устанавливают расчётную схему

3.в зависимости от расчётной схемы находят расчётную длину колонны:

-коэффициент расчётной длины

-геометрическая длина колонны

4.назначчают тип поперечного сечения стержня колонны:труба, прокатный двутавр, составное сечение из прокатных профилей и т.д.

5.принимают сталь для колонны. Выбор стали регламентируется СНиП.

6.для принятой стали определяют расчётное сопротивление по пределу текучести

7.определяют коэффициент условия работы колонны

8определяют требуемую площадь поперечного сечения стержня.Требуемая площадь сечения находится по формуле:

где А-требуемая площадь поперечного сечения стержня,-коэффициент продольного изгиба.

П оскольку в формуле два неизвестных – А и φ, то одной из величин необходимо задаться, т.е. принять предварительно, а затем выполнить проверочный расчет. Рекомендуется задаваться гибкостью λ, величина которой не должна превышать λпред – предельная гибкость – гибкость колонн обычно находится в пределах от 100 до 70. По принятой гибкости устанавливают коэффициент φ.

Определяют требуемый радиус инерции, подставляя в ф-лу (3) принятую гибкость:

Понайденным площади и радиусу инерции, пользуясь сортаментом прокатных элементов, принимают сечение стержня колонны и выписывают фактические характеристики принятого сечения (А, ix, iy).

Проводят проверку принятого сечения и при необходимости выполняют уточнение его размеров.

П роверку устойчивости производят по формуле:

где А – принятая площадь сечения стержня, коэффициент продольного изгиба φ определяется заново по наибольшей фактической гибкости подобранного сечения колонны.

Наибольшую гибкость колонны находят по формуле:

где i_min – меньший радиус инерции принятого сечения (i_x, i_y)

По таблице 3 в зависимости от Ry и λmax находят действительный коэффициент продольного изгиба φ.

Необходимо, чтобы гибкость колонны не превышала предельной λ_пред.

Предельные гибкости сжатых элементов, в частности сжатых колонн, определяются по формуле: