3.4 Проверка общей устойчивости балки

Потеря общей устойчивости наступает когда сжатый пояс балки не закреплён в боковых направлениях и напряжения достигли критического значения.

Общую устойчивость балки можно не проверять, так как передача нагрузки осуществляется через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс и надежно с ним связанный.

3.5 Проверка прогиба балки.

Проверку прогиба можно не проводить, так как принятая высота балки выше минимальной высоты h_min.

36. Типы сечений центрально-сжатых колонн. Типы сечений сплошных колонн. Область их применения. Типы сечений сквозных колонн. Область их применения.

Центрально-сжатые колонны  применяются для поддержания междуэтажных перекрытий и покрытий зданий, в рабочих площадках, путепроводах, эстакадах и т. п.

Составные сечения стержней центрально-сжатых колонн могут иметь связь между отдельными частями по всей длине (со сплошной стенкой) или в отдельных точках (сквозные). Наиболее распространенные сечения составных стержней колонн со сплошной стенкой приведены на рис. 11.4. Сечения могут быть достаточно большими, но их радиус инерции  может расти только вместе с площадью сечения. При использовании прокатных профилей (рис. 11.4, а и б) радиус инерции составного сечения ограничен возможностями прокатных профилей. Использованию тонких листов (рис. 11.4, в и г) для уменьшения площади препятствует потеря местной устойчивости частями сечения.

В сквозных стержнях колонн связь между отдельными частями сечения – ветвями – осуществляется в отдельных точках, с использованием раскосной или безраскосной решеток. Сечения из двух двутавров, обыкновенных или с параллельными гранями полок типа Б, двух швеллеров или четырех уголков, наиболее часто применяемые в стальных конструкциях, приведе­ны на рис. 11.5, а, б, в соответственно.

Сквозные сечения позволяют при небольшой площади иметь большие его габариты и значительные радиусы инерции. Жесткость связей в отдельных точках меньше, чем сплошной связи (см. подразд. 12.1).

а                                 б                                в

Рис. 11.5. Сечения составных сквозных стержней колонн

Соединение частей центрально-сжатых колонн в единое целое может выполняться на сварке и болтах. При изготовлении монтажных элементов (колонн) применяется сварка, в монтажных стыках и при укрупнительной сборке – болты.

Соединение частей центрально-сжатых колонн в единое целое может выполняться на сварке и болтах. При изготовлении монтажных элементов (колонн) применяется сварка, в монтажных стыках и при укрупнительной сборке – болты

37. Расчетные схемы центрально-сжатых колонн. Определение расчетной длины. Подбор сечений и расчет сквозной колонны.

Расчетная схема колонны. При расчете центрально-сжатых колонн малой и средней мощности закрепление нижнего конца часто в запас устойчивости принимают шарнирным независимо от конструкции башмака.

Расчетная схема центрально-сжатого стержня колонны

Расчет сквозной колонны

Продольные усилия в ветвях колонны несимметричного сечения определяют по формулам:

- в ветви 1

- в ветви 2

После определения расчетных усилий в ветвях каждую из пик проверяют на устойчивость в обеих плоскостях как работающую на центральное сжатие.

Устойчивость ветви 1 в плоскости колонны (рамы)

из плоскости колонны

Аналогично проверяют устойчивость ветви 2.

Относительный эксцентриситет для сквозных сечений определяют по формуле:

Положение центра тяжести сквозной колонны несимметричного сечения более точно можно определить в предположении, что площади ветвей пропорциональны усилиям в них, из решения уравнения

и компонуют сечения ветвей. Ширину ветви для обеспечения устойчивости колонны из плоскости рамы принимают 1/20-1/30 длины ветви (длины колонны или ее участка из плоскости рамы). Ветви колонны работают на центральное сжатие, поэтому местная устойчивость полок и стенки обеспечивается так же, как и в центрально-сжатых колоннах.

Подбор сечения сквозной колонны.

Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета на устойчивость относительно материальной оси х, т. е. с определения требуемой площади сечения по формуле

Задавшись гибкостью и определив по ней коэффициент, получаем требуемую площадь и требуемый радиус инерции относительно материальной оси, учитывая, что гибкость относительно материальной оси равна расчетной гибкости.

Определив требуемую площадь и требуемый радиус инерции, подбираем по сортаменту соответствующий им профиль швеллера или двутавра. Если эти величины пo сортаменту не будут совпадать в одном профиле, что бывает при неудачно заданной гибкости, то нужно взять профиль, в котором величины А и i имели бы значения, наиболее близкие к найденным.

Приняв сечение стержня, проверяем его устойчивость по формуле:

В колоннах с планками рекомендуется принимать гибкость ветви, но не более 40.

После окончательного подбора сечения колонну проверяют на устойчивость относительно оси y по формуле (8.11) .

Расчет безраскосной решетки (планок). Расстояние между планками определяется принятой гибкостью ветви и радиусом инерции ветви

В сварных колоннах за расчетную длину ветви принимают расстояние между планками в свету.

Расчет планок состоит в проверке их сечения и расчете прикрепления их к ветвям. Планки работают на изгиб от действия перерезывающей силы ф, величина которой определяется из условия равновесия вырезанного узла колонны:

Отсюда:

Высоту планки hПЛ обычно определяют из условия ее прикрепления.

Толщина планок берется конструктивно от 6 до 10 мм в пределах (1/10-1/15) hПЛ.

В месте прикрепления планок действуют поперечная сила FПЛ и изгибающий момент МПЛ, равный:

В сварных колоннах планки прикрепляют к ветвям внахлестку и приваривают угловыми швами, причем планки обычно заводят на ветви на 20-30 мм

Расчетные длины

Расчетные длины колонн (стоек)

6.8. Расчетные длины I_ej колонн (стоек) постоянного сечения или отдельных участков ступенчатых колонн следует определять по формуле

где l - длина колонны, отдельного участка ее или высота этажа; µ. - коэффициент расчетной длины.