Строительство и архитектура \ Металлические конструкции

Проектирование центрально-сжатых колонн сквозного сечения, страница 4

Расстояние между ветвями колонны определяем из условия равноустойчивости колонны в двух плоскостях, т.е.

Сначала находим расстояние между планками, при котором гибкость ветви .

При этом условии расстояние между планками или длина ветви будут равны

Назначаем

Принимая гибкость ветви равной 29, находим

Полученной гибкости соответствует радиус инерции

Требуемое расстояние между ветвями

где принимается по табл. УШ.1[1].

Зазор между полками ветвей

Следовательно, полученную ширину можно принять.

Проверяем колонну на устойчивость относительно свободной оси.

Предварительно определяем момент инерции сечения

Радиус инерции и гибкость стержня равны:

Приведенная гибкость

Напряжение

Устойчивость колонны относительно свободной оси обеспечена.

Рис. 13. Сечение

сквозной колонны

Проверяем устойчивость отдельной ветви колонны относительно оси 1-1 (рис.13).

Имеем: Здесь - усилие продольное в одной ветви

Расчет соединительных элементов

а) Расчет планок

Вычисляем условную поперечную силу, приходящуюся на систему планок с одной стороны колонны,

Определяем перерезывающую силу и момент, возникающие в плоскости планки от действия поперечной силы, соответственно по формулам (см. рис. 11):

где - расстояние между центрами планок.

с = 32,64 см – расстояние между осями ветвей.

Задаемся предварительными размерами планок. Толщина планок принимается конструктивно от 6 до 10 мм в пределах ширина планок назначается в пределах (0,5-0,75), где - ширина колонны.

Принимаем:

Зная основные размеры, определяем:

Проверяем напряжение в планке от изгиба.

Крепление планки выполняем на сварке электродами Э42, толщину шва назначаем длину шва (в расчет вводятся только вертикальные швы).

Момент сопротивления и площадь шва равны:

Напряжения в шве от изгиба и среза

Условие прочности не выполняется. Необходимо увеличить катет сварного шва или включить в работу кроме вертикальных швов – горизонтальные.

Увеличиваем катет сварного шва. Принимаем Площадь шва

Момент сопротивления шва:

Напряжение в шве от момента и поперечной силы:

Проверяем прочность шва по равнодействующему напряжению

б) Расчет решетки из уголков

Решетку принимаем простую треугольную, с углом наклона раскосов к вертикали . Как было сказано выше, решетка из уголков обычно назначается при большом расстоянии между ветвями. Для данной колонны малого сечения расчет решетки из уголков выполнен как сравнительный вариант для показа методики и расчета. Предварительно примем для раскосов рекомендуемый минимальный профиль уголков 45×5, для которых из сортамента находим