Проверка несущей способности трубобетонной колонны.

,

k_бет – это коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона в трубе: k_бет = 1,5 - 1,92;

А_трубы – площадь сечения трубы,

φ – коэффициент продольного изгиба трубобетона. (таблица 8,4 Беленя),

, , ,

l₀ – расчетная длина колонны,

I_бет – радиус инерции бетонного ядра.

Конструирование стержней колонны.

В колоннах, работающих на центральное сжатие, сдвигающее усилие между стенкой и поясами незначительно, так как величина поперечной силы, возникающей от случайного воздействия невелика, поэтому поясные швы в сварных колоннах принимаются конструктивно в зависимости от марки стали и толщины свариваемых элементов. В колоннах, не эксплуатирующихся в средне и сильно агрессивных средах и не возводимых при температуре больше -50⁰С, поясные швы можно принимать односторонними.

Толщину стенки колонны следует принимать возможно меньшей, так как сечение стенки уменьшает радиус инерции и жесткость колоны. В случае прикрепления балок стенка не должна быть тонкой, так как она может оказаться перенагруженной в месте прикрепления балок. Из условия местной устойчивости отношения расчетной высоты стенки h₀ к её толщине определяется:

- для двутавров: , но не более ;

- для швеллеров и коробок швеллеров: .

Чтобы обеспечить устойчивость стенки колонны, её укрепляют поперечным ребром.

При определении сечения сжатого стержня по предельной гибкости наибольшее значение и следует умножать на , где .

В любом случае этот коэффициент максимально равен 1,25. Если по конструктивным соображениям h₀/t принимаем больше указанной величины, то стенку укрепляют продольным ребром.

В этом случае за расчетную высоту стенки примем расстояние от ребра до полки сечения стержня. Ребро может быть парным или расположенным с одной стороны. при парных ребрах h₀/t умножается на коэффициент β. Если , то .

При расположении ребра с одной стороны стенки его момент инерции должен вычисляться относительно оси, совмещенной с ближайшей гранью стенки. Продольное ребро жесткости следует включать в расчет сечения площади стержня. При устанавливают поперечные ребра жесткости на расстоянии 2,5 - 3 м одно от другого, на каждом отправочном элементе ребер должно быть не менее двух.

Подбор сечения сквозных колонн.

Устойчивость сквозных колонн проверяется по приведенной гибкости λ_пр. расстояние между ветвями определяется требованиями равноустойчивости колонны относительно осей X и Y. Для этого λ_пр = λ_X.

Требуемая площадь сечения: :

.

Задаемся гибкостью. По ней определяется φ_Х. Для колонны с расчетной нагрузкой до 1500 кН, l = 5 - 7 метров λ = 90 - 60. Находим требуемый радиус инерции относительно материальной оси: .

φ_max – определяют по действительной гибкости: .

Если сечение подобрано удовлетворительно находим расстояние между ветвями из условий равноустойчивости. λ_пр = λ_X. В колонах с планками λ₁ = 35 - 30, но не более 40 при решетке из планок:

.

Необходимо иметь ввиду, что λ₁ < λ_Y. иначе возможна потеря несущей способности ветви ранее потери устойчивости колонны в целом. Находим и расстояние между ветвями: . Коэффициент α₂ – зависит от типа сечения ветвей и берется по таблице 8.1. Беленя.

b увязывают с допустимым габаритом колонны и необходимым зазором между полками ветвей.

Чтобы найти λ_Y в колоннах с раскосной решеткой задаются сечения раскосов А_р. Имея отношение , находим . Затем и находят аналогично. Проверяют устойчивость .

В колоннах с решетками расчетные длины принимаем по СНиП «Металлические конструкции».