Вопрос 22. Проектирование и расчет стержней центрально сжатых сквозных колонн.

При относительно небольших усилиях (до 6000 кН) целесообразно проек­тировать колонны сквозными, состоящими из 2-х ветвей с соединительной ре­шеткой в виде планок.

Подбор сечения стержня колонны производится с определения требуемой площади сечения по формуле

где N- продольная сила в колонне.

По сортаменту назначается номер швеллеров или двутавров, а затем производится проверка устойчивости относительно материальной и свободной осей сечения.

относительно материальной оси X

Определяется гибкость

(l - геометрическая высота колонны) по которой устанавливается значение ко­эффициента φ_X, и осуществляется проверка устойчивости по формуле

Значение коэффициента μ зависит от способа закрепления колонны. Если фундаментные болты закрепляются к плите базы - это шарнир­ное закрепление (μ=1).

относительно свободной оси Y

Задавшись гибкостью ветви (λ=30...40), находим где из условия равноустойчивости λ_EF = λ_X. Зная гибкость λ_Y, определяем требуемый радиус инерции сечения

а затем расстояние между ветвями

где а₂ - коэффициент, зависящий от типа сечения. При назначении ширины сечения b надо следить, чтобы зазор между пол­ками швеллеров или двутавров был не менее 100 мм.

Установив размер b, производят проверку устойчивости колонн относи­тельно оси Y в следующем порядке:

• определяются J_Y, i_Y, λ_Y назначенного сечения;

• устанавливается расстояние между планками и определяется гибкость ветви при этом надо следить за тем, чтобы λ_L ≤ λ_Y;

• вычисляется приведенная гибкость стержня в зависимости от которой назначается коэффи­циент φ_Y,

• производится проверка устойчивости

Вопрос 23. Конструкция и расчет оголовка колонны.

Толщина плиты оголовка назначается без расчета в пределах t=20...25мм.

Высота диафрагмы определяется длиной сварных швов, прикрепляющих диафрагму к ветвям

Толщина диафрагмы назначается из условия ее работы на смятие

где R_Р - расчетное сопротивление проката смятию торцевой поверхности. Назначив высоту и толщину диафрагмы, необходимо проверить ее проч­ность на срез по формуле

Вопрос 24. Конструкция и расчет базы колонны.

База является опорной частью колонны и служит для передачи усилий с колонны на фундамент. Конструктивное решение базы за­висит от типа и высоты сечения колонны, способа ее сопряжения с фундаментом, принятого метода монтажа колонн. База состоит из плиты и траверс.

Требуемая площадь опирания плиты на фундамент

где N' - продольная сила в колонне с учетом ее собственной массы; R_Ф - расчетное сопротивление бетона фундамента.

Зная F_Р^ТРЕБ и задавшись одним из размеров (удобнее В_Р), определяют дру­гой размер плиты в плане

При назначении размера В_Р свес с рекомендуется принимать равным 100...150мм, толщину траверс t_l = (8...12) мм.

Толщина плиты определяется по формуле

где М - максимальный изгибающий момент на участках плиты, обозначенных цифрами в кружках;

Участок 1. Плита работает как консольная балка, т.е.

Участок 2. Плита работает как пластинка, опертая на 3 стороны. Мак­симальный момент на этом участке будет где коэффициент β₂ принимается СНиП.

Участок 3. Плита работает как пластинка, опертая на 4 стороны. Максимальный момент определяется по формуле где β₃ – коэффициент определяемый СНиП; d- меньшая из сторон участка.

Высота траверсы определяется длиной сварных швов, прикрепляющих траверсу к ветвям колонны

Катет швов, прикрепляющих траверсы и ветви к плите, рассчитывается по формуле

и должен назначаться с учетом технологических требований.

Траверсу необходимо проверить на изгиб от реактивного давления фундамента по формуле

где М_Т - максимальный изгибающий момент, определяемый как для двухпролетной балки; - момент сопротивления сечения траверсы.

При определении изгибающего момента М погонная нагрузка на траверсу будет