По окончании обработки исследованных (изученных) материалов, студент дополнительно прорабатывает требования нормативных документов, предъявляемые замененным усиленным несущих элементов конструкций, рассчитанных и законструированных по двум предельным состояниям.
Сопоставляет и анализирует (предлагаемые варианты), определяет предельные возможности и пригодность в практической работе элементов замененной конструкции в соответствии с технологией в реконструируемом здании.
Для получения практических навыков выполняет расчеты и конструирование заменяемых колонн графоаналитическим способом с построением необходимых эпюр, графиков и выполнением чертежей.
Конструктивное решение
Расчет стержней центрально-сжатых сквозных колонн на продольный изгиб относительно материальной оси аналогичен расчету стержней сплошных колонн. При расчете относительно свободной оси учитывают податливость решетки.
Коэффициент продольного изгиба φ находят в зависимости от приведенной гибкости λef > λy , так как на потерю устойчивости стержня с расчетной длиной lef оказывает влияние деформации ветви между узлами с расстоянием а.
Рис. 16. Деформации сквозной колонны с планками
Значения λef для сквозных сечений с планками в четырех плоскостях, принимают по
формуле:
где: λ – наибольшая гибкость всего стрежня
λ1; λ2 – гибкость отдельных ветвей относительно собственных центральных осей 1-1 и 2-2.
Формула справедлива при отношении:
где: 
-
погонная жесткость ветви;
-
погонная жесткость планки относительно собственной оси х;
При п < 5 следует учитывать влияние гибкости планок и пользоваться зависимостями табл. 7 [1].
Расчет и конструирование
При реконструкции промышленного здания химической промышленности в связи с увеличением нагрузок (изменение технологии) требуется рассчитать, законструировать и заменить колонны в осях 5…23 и Д…Н (колонны сварные заводского изготовления).
Подбираем сечение центрально-сжатой колонны из двух швеллеров, соединенных планками. Материал – сталь марки ВСт3пе6-1 по ТУ 14-1-3023-80, с Rу = 240 МПа.
Усилие в колонне от расчетных нагрузок N = 1600 кН, высота колонны 6,8 м. Колонна шарнирно оперта внизу, оголовок колонны шарнирно закреплен от горизонтальных смещений.
Расчетная длина колонны lef = 6,8 м.
Для определения требуемой площади сечения зададимся значением φо = 0,85:
Ближайший большой профиль по сортаменту швеллер № 30 с
А = 40,5 см2; iх.о = 12 см; iу.о= 2,84 см; 
;
φ = 0,821;
Для расчета относительно свободной оси задаемся гибкостью ветви λb= 30. Тогда требуется гибкость:
Соответствующий радиус инерции:
Для швеллеров, расположенных полками внутрь:
Принимаем b = 34 см.
Зазор между ветвями должен быть не менее 100 мм для возможности очистки и окраски внутренней поверхности ветвей.
В нашем случае 340 > 2 · 100+100.
Проверяем устойчивость колонны относительно свободной оси. Швеллер № 30 имеет Jх.о = 327 см4; zо = 2,52 см;
Принимаем расстояние между планками в свету 75 см. Радиус инерции ветви iу.о = 2,84.
Гибкость ветви 
;
φ = 0,942.
Определим приведенную гибкость:
Поэтому проверку напряжений можно не проводить.
Проверка устойчивости ветви:
где: Nb = N/2 = 1600/2 = 800 – продольное усилие в одной ветви.
Расчет планки
Задаемся шириной планки а = 200 мм и толщиной tпл = 10 мм.
Длина планок:
При этом соблюдаются условия:
Отношение погонных жесткостей планки и ветви:
Деформативностью планок можно пренебречь.
Условная поперечная сила:
Сила, срезывающая планку, определяется по формуле:
Определим изгибающий момент:
Приварку планок к поясам швеллеров производим вручную швами толщиной kf = 6 мм электродами Э42.
Прочность планок обеспечена, так как их толщина больше толщины швов.
Поперечное сечение рассчитанной сквозной колонны изображено на рис. 17.
Конкретные расчетные геометрические параметры
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.