Проектирование однопролетного промышленного здания: Методические указания к курсовому проекту, страница 4

В плоскости рамы расчетные длины определяются по рекомендациям [1, прил. 6], где ; в ; F₁ = D_max; F₂ = R_п + R_с; J₁ = 10; J₂ = 1.

Для однопролетного здания с жестким сопряжением ригеля и колонны m₁ определяется по [1, табл. 68],

.

Тогда расчетные длины в плоскости рамы составят для подкрановой и надкрановой частей соответственно

;   .

Из плоскости рамы закрепления колонны условно принимаются шарнирными (m = 1), дополнительные горизонтальные связи на данном этапе не предусматриваются, поэтому

;  .

Проектирование сечений надкрановой и подкрановой частей следует выполнять, рассматривая их в качестве самостоятельных внецентренно сжатых элементов [1, п. 5,24 и далее] и используя традиционную последовательность действий: Уточнение расчетных усилий, определение требуемых габаритов и площадей сечений, принятие сечений (фактических), проверки принятых сечений по частям и в целом с необходимыми по ходу их выполнения уточнениями.

Надкрановая часть

Начинается проектирование колонны с надкрановой части. Для нее из таблицы расчетных комбинаций усилий (сечения 1 – 1, 2 – 2) выбирается наиболее опасная комбинация М, N, расчетная вне зависимости от знака момента. Вычисляется ориентировочная площадь сечения.

,

где 1.25 и 2.8 – безразмерные коэффициенты; В_В – ширина надкрановой части, определенная ранее, в компоновке рамы; R_y– расчетное сопротивление, принимаемое [1, табл. 50, 51].

Ширина пояса принимается в пределах  250 – 400 мм, но не менее

.

По найденным А_тр, В_В и принятой В_f  компонуется сечение надкрановой части (первая проба). При этом следует иметь в виду, что t_w ³ 6 мм, t_f>t_w. Чтобы избежать известной неуверенности в назначении размеров элементов сечения, можно рекомендовать принимать t_w = 8 – 12 мм при В_В = 500 мм и t_w = 10 – 16 мм при В_В = 1000 мм. Тогда на один пояс придется площадь, А_f» 0.5 (А_тр – t_w В_В), а его толщина приближенно составит t_f»A_f / B_f. Необходимо помнить, что толщины листовых элементов, кроме 25 мм, должны быть кратны 2 мм.

Сечение надкрановой части колонны проверяется на прочность или устойчивость в плоскости рамы, на устойчивость из плоскости рамы и местную устойчивость элементов сечения.

Проверка на прочность или устойчивость (в зависимости от m_ef) в плоскости рамы производится в соответствии с требованиями [1, пп. 5,24 – 5, 27]. Предварительно определяются геометрические харак-

теристики принятого сечения (рис. 2):

Рис. 2.

площадь ;

моменты инерции    ;

;

момент сопротивления для наиболее сжатого волокна

;

радиусы инерции

;  .

Определив условную гибкость

,

где Е – модуль упругости прокатной стали [1, табл. 63], принимаемый с размерностью R_y, вычисляют относительный эксцентриситет

и приведенный эксцентриситет

,

где h - коэффициент влияния фермы сечения, определяемый по [1, табл. 73].

При m_ef> 20 сечение проверяется только на прочность по [1, п. 5.25], при m_ef£ 20 сечение проверяется только на устойчивость по формуле

,

где j_е – коэффициент продольного изгиба внецентренно сжатого элемента, определяется для сплошного сечения [1, табл. 74]; g_с – коэффициент условия работы, принимаемый [1, табл. 6].

Если проверка устойчивости в плоскости рамы (или прочности) не получится, необходимо увеличить площадь сечения, соответственно уточнив А и j_е, или, в крайнем случае, принять сталь более прочной марки. Возможно несколько попыток.

Проверка на устойчивость из плоскости рамы производится в соответствии с требованиями [1, пп. 5.30, 5.31] по формуле

,

где j_у – коэффициент продольного изгиба, определяется как для центрально – сжатого стержня, т. е. [1, табл. 72] в зависимости от l_у и R_у. Гибкость надкрановой части из плоскости рамы определяется традиционно

.

При определении коэффициента по [1, табл. 5.31]

,

где М_х »0.7 М.

Если эта проверка не получается, необходимо увеличить ширину полок, уточнив А, J_y, i_y, l_y, j_y, но не повторяя предыдущую проверку.