Конструкционная характеристика стали. Основы расчета стальных конструкций. Соединения стальных конструкций. Проектирование конструкций балочной клетки. Проектирование центрально сжатых стержней, страница 29

            На рис. 54,б показано, что планки в процессе деформирования стойки не поворачиваются, смещаясь горизонтально и поступательно. В точках перегиба ветвей (отмечены засечками) их сечения имеют смещение и поворот, наблюдается аналогия с незакрепленным концом. Поэтому расчетная схема «типового» участка ветви имеет вид, показанный на рис. 54, в. Ему соответствует коэффициент приведения μ =2, и в итоге расчетная длина ветви оказывается равной расстоянию между планками в свету, т.е.

l_ol = μl = 2х0,5l₁ = l_l

            Гибкость ветви определится обычным образом:

,

            где i_1[ - радиус инерции сечения ветви относительно его собственной оси 1 (как и i_[x определяется по сортаменту). Как следует из рекомендаций [1, п.5.6] она ограничивается весьма существенно, а именно:

λ_х ≤ [λ₁] = 40.

            Гибкость сквозного стержня в целом определяется как приведенная [1, табл. 7]

                               (48)

            Здесь

;          ;            I_y = 2(I_x[ + A_[C².

            Если мы хотим запроектировать равноустойчивое сечение, то должны обеспечить условие

λ_х = λ_пр

            Тогда, приняв λ_х^′ ≈ 30…35, из (48) найдем

            Под корнем имеем разность и при λ_х ≈ λ^′₁ (случай короткого стержня с большим усилием сжатия) λ_у.тр может оказаться очень маленькой или ее нельзя найти из-за отрицательности подкоренного выражения. В этом случае следует отказаться от желания обеспечить равноустойчивость и вместо фактического λ_х использовать λ_пр = λ^′_х ≈ 100 ÷ 110. Найденную гибкость λ_у.тр используем для определения требуемого радиуса инерции

            и момент инерции

I_y.тр  = 2А_[i_y²_тр

            Так как приближенно I_y ≈ 2A_[c², то с ≈ i_у.тр и ширина сечения (расстановка ветвей) составит

b ≈ 2(c + z_o),

            где z_o  - привязка центра тяжести, оси 1, к наружной грани стенки швеллера (находится по сортаменту). Для удобства изготовления, окраски и т.п. расстояние между полками ветвей в свету должно быть не менее 100 мм. Это условие необходимо обеспечить при окончательном назначении ширины сечения, которая всегда округляется (в большую сторону) до целых сантиметров.

            Расстояние между соединительными планками в свету определяется исходя из принятой гибкости ветви λ^′_х, ее конкретного числового значения, и составит

l_lф ≤ λ^′_li_l[

            При конструировании стойки планки всегда распределяют по ее длине равномерно, но так, чтобы расстояние между ними в свету не превышало l_lф.

            5.1.3. Конструктивное оформление стержня.

Подобранное сечение стержня должно быть дополнено вспомогательными элементами – ребрами, диафрагмами, имеющими двойное назначение. Во-первых, они усиливают и подкрепляют места примыканий  к стержню других конструкций, что желательно, т.к. в этих местах могут действовать дополнительные усилия или его компоненты, приложенные к стержню с эксцентриситетом относительно его оси (из-за чего возникают местные изгибающие моменты). Во-вторых они закрепляют, фиксируют форму сечения, препятствуя деформациям закручивания, а также способствуют повышению местной устойчивости элементов составных сечений.

            Ребра в сплошных стойках и диафрагмы в сквозных стойках полезно вводить конструктивно (без расчета), например в уровне верха опорных столиков под балки типа главных - рис. 55,а, против поясных накладок (подкладок) при местном примыкании балок, ригелей рам… - рис. 55,б.

                          

            Кроме этого согласно [1, п. 7.21]стенки сплошных колонн при h_w/t_w ≥ 2,2 следует укреплять парными ребрами жесткости, расположенными с шагом не долее (2,5 -3) h_w.

            Наконец, на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер (диафрагм) для сквозных стоек, а расстояние между ними не должно быть больше 4 м.