- •Классификация конструкций
- •Требования к несущим конструкциям:
- •Физический смысл предельных состояний конструкций. Примеры предельных состояний первой и второй групп. Суть расчета по предельным состояниям.
- •Структура и содержание основных расчетных формул при расчете по предельным состояниям первой и второй групп.
- •Классификация нагрузок. Постоянные и временные нагрузки и их виды. Особые нагрузки. Нормативные и расчетные значения нагрузок.
- •Работа центрально сжатых колонн под нагрузкой и предпосылки для расчета по несущей способности. Расчет центрально сжатых колонн (стоек).
- •Область распространения и простейшие конструкции стальных колонн. Расчет центрально сжатых стальных колонн сплошного сечения.
- •Область распространения и простейшие конструкции деревянных стоек. Особенности работы деревянных стоек под нагрузкой и предпосылки для расчета.
- •Расчет центрально сжатых деревянных стоек цельного сечения. Общий порядок расчета.
- •Область распространения и простейшие конструкции железобетонных колонн. Особенности работы железобетонных колонн под нагрузкой.
- •Расчет условно центрально сжатых железобетонных колонн прямоугольного сечения со случайным эксцентриситетом. Общий порядок расчета.
- •Расчет железобетонных колонн на подбор сечения рабочей продольной арматуры.
- •Область распространения и простейшие конструкции кирпичных столбов. Особенности работы кирпичных столбов под нагрузкой и предпосылки для расчета.
- •Расчет центрально сжатых неармированных кирпичных столбов. Общий порядок расчета.
Область распространения и простейшие конструкции стальных колонн. Расчет центрально сжатых стальных колонн сплошного сечения.
Стальные колонны широко распространены в общественных и промышленных зданиях.
Простейшей конструкцией стальных колонн является сплошная колонна постоянного сечения, выполненная из трубы или прокатного двутавра.
σ – нормальное напряжение в сечении колонны;
N – расчетная продольная сила;
An – площадь сечения нетто (площадь сечения за вычетом площади ослаблений);
R y – расчетное сопротивление по пределу текучести;
γc – коэффициент условия работы;
lef – расчетная длина колонны;
Расчет:
Выбираем тип сплошного сечения колонны;
Задаемся величиной коэффициента продольного изгиба φ = 0,6
Определяем требуемую площадь сечения: Ad ≥ N / Ry * γс* φ ,см2
Используя сортамент, по найденной площади определяем номер профиля проката, из которых состоит сечение;
Проверить устойчивость принятого сечения в следующем порядке:
Определить расчетную длину: Lef = μ L0 , м
По сортаменту определяем моменты инерции сечения относительно главных центральных осей: Jx , см4; Jy , см4
Найти минимальный радиус инерции: imin= √ Jmin/ A
Определить наибольшую гибкость стержня λ = μ *L0 / imin
Найти напряжения в сечении: σ = N / А * φ ≤ Ry γс , кн/см2
Область распространения и простейшие конструкции деревянных стоек. Особенности работы деревянных стоек под нагрузкой и предпосылки для расчета.
Деревянные стойки (колонны) применяются при строительстве деревянных домов, сельскохозяйственных сооружений, складов, временных зданий, в качестве опор для опалубки при изготовлении монолитных железобетонных конструкций.
Конструкции: цельные (сплошные) стойки круглого сечения из бревна или квадратного сечения из бруса.
Особенности структуры, связанные с природным происхождением древесины, ее волокнистым строением и наличием пороков (сучковатость, неоднородность и т.д.), приводят к характерному разрушению деревянных стоек — порой хрупкому; появлению в них вертикальных трещин и разрушению волокон (смятию). Деревянные стойки часто имеют ослабления (отверстия, врезки), в результате чего может произойти их разрушение из-за потери прочности (напряжения сжатия могут превзойти прочность древесины на сжатие).
Расчет центрально сжатых деревянных стоек цельного сечения. Общий порядок расчета.
N— расчетная продольная сила;
φ — коэффициент продольного изгиба, принимается в зависимости от гибкости;
Rc - расчетное сопротивление древесины на сжатие для сосны и ели;
Fнт – площадь поперечного сечения нетто;
Расчет:
Определяют нагрузку, приходящуюся на стойку;
Устанавливают расчетную схему стойки;
Определяют расчетную длину стойки: Lo =μ L
Принимают породу древесины и ее сорт (обычно принимается сосна или ель)
Определяют расчетное сопротивление древесины на сжатие (Rc):
Задаются коэффициентом продольного изгиба в пределах φ = 0,6-0,7.
Определяют требуемую площадь поперечного сечения стойки: Fрасч ≥ N / Rс * φ
. По найденной площади назначают размеры поперечного сечения:
требуемые размеры сторон для квадратного сечения: а =
требуемый диаметр для элемента круглого сечения (бревна): d =
Определяют радиусы инерции iy и проверяют условие, ограничивающее гибкость:
Проверяют устойчивость принятого сечения, для этого определяют фактические значения расчетной площади Fраси и коэффициента продольного изгиба: φ = 1- 0,8(λ / 100)2
Проверяют прочность деревянной стойки: σ = N / А * φ ≤ Ry*γс , кн/см2
Если устойчивость или прочность стойки не обеспечена, то размеры сечения увеличивают и снова проводят проверку сечения на устойчивость или прочность.