3.1. Определение нагрузок на колонну

Нагрузка на колонну передается в виде опорных реакций вышележащих конструкций.

Для расчета принимают центральную колонну, как наиболее нагружен­ную. Нагрузка равна двойной реакции главной балки с учетом собственно­го веса (см. подразд.2.б):

Рис.3.1. Поддерживающая колонна балочного перекрытия

3.2. Определение расчетных длин колонны

Расчетная длина колонны постоянного сечения

(3.1)

где - коэффициент расчетной длины, вычисляемый в зависимости от условий закрепления концов колонны и характера нагрузки. Для колонн постоянного сечения с четко определенными условиями закрепления коэффи­циент определяют по табл.3.1;

Коэффициент приведения расчетных длин колонн и стоек постоянного сечения [1, табл.71а]

Таблица 3.2

- геометрическая длина колонны, равная расстоянию между точками закрепления колонны от поперечного смещения. В плоскости глав­ных балок (относительно оси Х) (рис.3.1,а-в),

(3.2)

- отметка верха настила, принимается по заданию; строительная высота перекрытия (подразд.1.1); - заглубление колонны от уровня пола (отм.0.000) до подошвы опорной плиты базы фундамента, принимается = 0,6...0,8 м (рис.3.1,а-в).

Из плоскости главных балок (относительно оси у ) геометрическую длину принимают в случае, если по верху колонны установлены распорки, предотвращающие поперечное смещение верхнего конца колонны. В противном случае геометрическую длину принимают:

(3.3)

где - толщина настила (см. подраздел.1.2); - высота поднастильной балки 1-й вариант (см.п.1.3.1);

для балочной клетки нормального типа (см. рис.3.1,в)

(3.4)

где - высота второстепенной балки (см.п.1.3.2);

- высота поднастильной балки 2-й вариант (см.п.I.3.1).

3.3. Подбор сечения стержня колонны

В настоящем подразделе рассмотрены расчет и компоновка стержней по двум вариантам (разд.3), соответствующим рис.3.1,ж и рис.3.1.и,э.

3.3.1. Расчет и конструирование стержня сплоаноотенчатой составной колонны

Стержень сплошностенчатой колонны, не имеющий ослабления сечения, рассчитывают на устойчивость.

Требуемая площадь сечения из условия устойчивости

(3.5)

где N - нагрузка на колонну (см. подразд.3.1); - коэффициент про­дольного изгиба центрально-сжатого элемента, принимается по [табл.72; 2, табл.1, прил. 3]; - расчетное сопротивление стали по пределу текучести [1, табл.51, 51а, 51б; 2, табл. 1.6], марку стали принимают по заданию; - коэффициент условий работы

[I, табл.6; 2 табл.1.9]; - коэффициент продольного изгиба центрально-сжатого элемента, принимаем по [1, табл.72; 2, табл.1, прил. Ш].

Для определения предварительно задают гибкость Находят радиусы инерции (требуемые)

(3.6)

Рассчитывают минимальные требуемые генеральные размеры сечения (см.рис.3.1,ж):

(3.7)

где ₁,₂ - коэффициенты, принимаемые по [2, табл.4, прил.1]. Окончательные значения b и h назначают по конструктивным соображениям для двутаврового сечения .

Компоновку сечения производят исходя из требования обеспечения местной устойчивости стенки и поясов сечения [I, пп.7.14, 7.22].

Тол­щину стенки и поясов назначают исходя из условий:

(3.8)

г де - соответственно ширина и толщина пояса; - толщина стенки; - высота стенки (см. рис.3.1,ж), предварительно принимают =h.

Отсюда толщина стенки

(3.9)

Требуемая площадь пояса

(3.10)

где - площадь стенки.

Требуемая из условия (3.8)

(3.11)

В случае, если значения и принимают меньше вычисленных по формулам (3.9)-(3.10), сечение необходимо укрепить ребрами согласно [I, п.7.21].

После назначения размеров определяют минимальные геометрические характеристики сечения стержней (относительно оси Y):

площадь

(3.12)

м омент инерции

(3.12’)

радиус инерции

(3.13)

Рассчитывают гибкость относительно оси Y

(3.14)

По полученному значению гибкости находим [1, табл.72; 2, табл.1, прил.3].

Полученное сечение должно удовлетворять следующим требованиям:

условию устойчивости

(3.15)

условию гибкости

( 3.16)

где - предельная гибкость сжатого элемента [1, табл.1а,2,табл.2, прил.1V].

Если сечение имеет ослабление, необходимо проверить прочность в месте ослабления:

(3.17)

где - площадь в месте ослабления сечения.