10506

150

Примечания.

1) Если при проверке устойчивости по формуле (8.22) значение левой части окажется существенно меньше единицы (правой части), то следует или повторить рас- чет, уменьшая bз.х,у , сохраняя при этом зазор в свету между стойками в пределах

а= (100 ¸ 150 )мм, или уменьшить площадь сечения стоек и далее продолжить расчет.

2)Если значение левой части формулы (8.22) окажется больше единицы (правой части), что недопустимо, то следует или увеличить bз.х,у , или увеличить площадь се-

чения стоек и далее повторить расчет.

3) Корректировку приведенной гибкости λef можно одновременно проводить за

расчетную схему стержня (см. п. 8.4, Примечания).

4) Допустимым будет решение с такими значениями bз.х ,у или площадью сече-

ния стоек (Аст ), когда левая часть в формуле (8.22) будет меньше единицы (правой части) в пределах 5%.

8.5.3. Стержень с раскосной решеткой и с одной свободной осью

(рис. 8.12,а).

а) расчет относительно материальной оси

Расчет аналогичен расчету сквозного стержня относительно материальной оси на планках.

б) расчет относительно свободной оси

Приведенная гибкость относительно свободной оси, определяемая формулой (8.10), будет в первом приближении иметь вид:

151

2) Задать длину ветви относительно свободной оси lв, y ≤ H / nв ,

где nв = 6 − 8 (для расчетов по традиционной методике) - число панелей ветвей по длине стержня.

3) Определить длину раскоса решетки: угол наклона раскоса назначается в пре-

делах α = 35 - 55°.

d1 = bз2. у + lв2. y ,

3)Задать величину Q fic по табл. 1.

4)Определить усилие в одном раскосе решетки

152

5) Определить площадь сечения раскоса в первом приближении по формуле, за- даваясь коэффициентом продольного изгиба ϕd = 0,7 ÷ 0,8 :

6) По сортаменту по Аd1 выбрать равнополочный уголок с площадью попереч- ного сечения Аd1,ф ≈ Аd1 и радиусами инерции ix = i y = id1 .

7)Определить гибкости раскоса λd1 = d1 id1 , λd1 = λd1 Ry / E и коэффициент продольного изгиба ϕd1 по по табл. Д1 [4] или по формуле (8) [4].

8)Проверить устойчивость раскоса решетки

N d1 (ϕd1 × Аd1 ,ф × R y ×γ c )£ 1 ,

9) Определить приведенную гибкость стержня колонны относительно свободной

- если левая часть выражения (8.25) окажется существенно меньше единицы (правой части), то необходимо уменьшить параметр bз.х ,у и весь расчет повторить,

начиная с п. № 3; - если левая часть выражения (8.25) получится больше единицы (правой части),

что не допустимо, то следует увеличить параметр bз.х ,у и также повторить весь расчет,

начиная с п. № 3;

- корректировку приведенной гибкости λef ,i можно одновременно проводить за счет изменения длин ветвей lв ,y = H nв , увеличивая или уменьшая число ( пв > 6 ) участков ветвей между узлами решетки, с учетом (при пв < 6 ) изменения расчетной

схемы (п. 8.4, Приложение).

- допустимым будет решение с таким значением неравенства (8.25), когда левая часть его будет меньше единицы в пределах 5 - 7%.

8.5.4. Стержень с раскосной решеткой и с двумя свободными осями

(рис. 8.12,б)

Приведенная гибкость сквозного стержня с раскосной решеткой в 4-х плос- костях в общем виде выражается формулой

и зависит от нескольких взаимно связанных параметров: bз.х , bз.у , lef ,х , lef ,y , λмакс , Q fic . Поэтому, как и в вариантах 2 и 3, целесообразно использовать способ последо-

вательных приближений, задаваясь указанными параметрами.

Ниже рассмотрен частный случай алгоритма расчета сквозного стержня с двумя свободными осями на раскосной решетке при следующих значениях параметров:

bз.х = bз . у = bз .х ,у ; lef ,х = lef ,y = lef ,х ,y ; λмаx = наибольшее значение из двух ( λх или λу ).

153

Ниже рассмотрен вариант с λмакс = λх = λу .

С учетом выше сказанного порядок расчета имеет следующую последователь-

ность:

1) Задать в первом приближении приведенную гибкость λef ,1 по рекомендации

[7]:

λef ,1 = 60 ÷ 90 при Н = (5 ¸ 7 ) м, N ≤ 1500 кН;

λef ,1. = 40 ÷ 60 при Н = (5 ¸ 7 ) м, N ≤ 3000 кН.

2)По λef ,1 определить коэффициент продольного изгиба ϕef ,1 (по табл. Д1 [4] или по формуле 8[4].

3)Определить в первом приближении требуемую площадь сечения сквозного

стержня

Атр.1 = N(ϕef ,1 × R y ×γ c ).

4) Распределить Атр.1 на четыре стойки Атр.ст = Атр.1 4 .

5) По Атр .ст выбрать в зависимости от типа сечения (равнополочный уголок, замкнутый квадратный профиль или круглая труба) соответствующий профиль с пло-

155

В нормах [4] для расчета планок, отвечающих условиям, указанным выше, дана формула условной поперечной силы (8.24).

Из условия равновесия ветвей и планок

можно получить величины поперечной силы и изгибающего момента, действующих на одну планку:

Условие прочности планки будет иметь вид (как изгибаемого элемента 1 клас-

са):

1,15 − коэффициент учета возможности развития пластических деформа- ций при статической работе стержня колонны.

Прочность сварных угловых швов, соединяющих планки с ветвями, проверяют по формулам:

Aω , f ( z ) = β f ( z ) × k f × lω .

Значения всех вышеприведенных параметров при расчете угловых швов приве- дены в главе 4 настоящего пособия.

б) Соединения ветвей на раскосной решетке

Схема размещения раскосной решетки между ветвями приведена на рис. 8.7. Здесь также, как и в варианте с планками, следует после завершения расчета стержня на устойчивость выполнить окончательную проверку устойчивости раскосной решетки, если в ее геометрию внесены изменения.

Тогда будем иметь:

156

Устойчивость раскоса проверяется по формуле:

N d ,ф (ϕd × Аd ,ф × R y × γ c ) £ 1 .

где ϕd = f (λd ), λd = ld id или по [4]: ϕd = f (λd ), λd = λd Ry E .

Сечение стойки в раскосной решетке можно принять по предельной гибкости λu = 120 по табл. 32 [4]: lст b , iст ,тр = lcт 120 .

По iст,тр из сортамента примем требуемый равнополочный уголок. Узел крепления элементов решетки к ветвям показан на рис. 8.13.

Суммарная длина угловых швов ( lω ), прикрепляющих элемент, определится

из условия прочности:

G6,ф ≤ :p>P) ∙ xp ∙ ∑ RS ∙ S,p>P) ∙ z ,

откуда суммарная длина швов

∑ RS ≥ G6,ф⁄;:p>P) ∙ xp ∙ S,p>P) ∙ z=,

которую следует распределить на обушок и перо: lωоб = 0,7 lω , lωn = 0,3 lω .

При необходимости в узлы вводят фасонки. Центрирование осей раскосов ре- шетки для упрощения изготовления выполняют на обушок ветви.

Рис.8.13. Узел №1 (см. рис. 8.12,б): компоновка узлов раскосной решетки (вид изнутри)

8.7. Основы компоновки и приближенного расчета баз центрально сжатых колонн

а) Типы и особенности конструкций баз центрально сжатых колонн

По конструктивному решению базы проектируют шарнирными (безмоментны- ми) или жесткими (моментными). Тип базы зависит от принятой расчетной схемы ко- лонны. Такое деление имеет достаточно условный характер, т.к. шарнирная база может воспрнинимать небольшие моменты, а жесткая база не может обеспечить идеальное защемление колонны.

Конструктивные схемы шарнирных (безмоментных) баз показаны на рис. 8.14. Конструктивная схема жесткой (моментной) базы приведена на рис. 8.15.

159

Rb ,lok = ϕ в × Rb - расчетное сопротивление бетона сжатию при местном дей- ствии сжимающей силы (локальное смятие);

Ab , макс - площадь бетона верхнего обреза фундамента;

Rb - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию; величины Rb для бетона распостраненных классов прочности приведены в табл. 2 в зависимости от клас- са бетона < B >:

Через нормативные параметры имеем:

Rв = Rв ,п γ в ;

γв = 1,3 − для предельных состояний первой группы (ПС-I) при сжатии;

γв = 1,0 − для предельных состояний второй группы (ПС-II) по несущей способ-

ности;

Rв,п = RB (0,77 - 0,001RB ) ³ 0,72RB - нормативное сопротивление бетона осе- вому сжатию (призменная прочность бетона);

RB − сопротивление бетона, численно равное классу < B > по прочности на сжа-

тие.

Длина и ширина плиты B и L определяются из следующих условий (см. рис.

8.16):

B = b + 2tтр + 2с - ширина плиты; L = Апл.тр B - длина плиты. Окончательные размеры плиты в плане назначаются с учетом возможности раз-

мещения анкерных болтов и минимальной величины свеса плиты с ≥ 50 мм.

Толщина плиты определяется из условия работы ее на изгиб на отдельных участках между закрепленными сторонами (рис. 8.17). Для участков «1», «2», «3» (рис. 8.17) используют формулы (101 - 104) [4].

Участок «1», консольный: М1 = 0,5qc2 .

Участок «2», плита оперта на три стороны: М 2 = α 3 × q × d12 ,

где d1 = b – длина свободной стороны участка; α3 – коэффициент, прини- маемый по табл. Е.2 [4] в зависимости от отношения длины стороны, перпендикуляр- ной свободной стороне, к длине свободной стороны a1/d1 = d/b;

при a1/d1 = d/b <0,5 закрепления коротких сторон практически не влияют на величину момента в средней (по длине свободной стороны) зоне участка, поэтому

длинной стороны b соответственно; α1 и α2 – коэффициенты, принимаемые по табл. Е.2 [4] в зависимости от отношения длинной стороны к короткой b/a = hω /((b - tω)/2).