Проектирование рабочей площадки (продольный шаг колонны – 16 м, строительная высота перекрытия не более 1,7 м, отметка настила на уровне пола – 14,8 м), страница 5

Требуемую площадь сечения определяют из условия устойчивости по формуле: Принимаем

 см²

Из сортамента подбираем равнополочный ∟160×12. (см⁴;см²)

см²;

см⁴;

см; .

С помощью линейной интерполяции определяем фактическое значение

МПа> МПа.

Устойчивость стержня колонны состоящей из двух ∟160×12 не обеспечена.

Из сортамента подбираем равнополочный ∟200×12. (см⁴;см²)

см²;

см⁴;

см; .

С помощью линейной интерполяции определяем фактическое значение

МПа> МПа.

Устойчивость стержня колонны состоящей из двух ∟200×12  обеспечена.

3.2 Подбор сечения центрально-сжатой сквозной колонны.

Сквозные колонны состоят из ветвей, соединённых планками или решёткой из уголков. Основным условием проектирования сквозных колонн является обеспечение их равноустойчивости в обеих плоскостях, так как при в этом случае достигается наилучшее использование материала. В сквозных колоннах это реализуется соответствующим выбором расстояния между ветвями.

В сечениях сквозных колонн различают материальную x-x ось и свободную – y-y. Относительно материальной оси колонна работает как сплошная, а относительно свободной – как составная.

Расчёт колонны относительно материальной оси производят аналогично расчёта колонны из прокатных профилей

Расчёт относительно материальной оси:

Зададимся  и определим  требуемую площадь сечения колонны

 см²

Из сортамента подбираем [ 27:

см⁴; см²; см⁴; см;  см.

см²;          см⁴;

см;          .

С помощью линейной интерполяции определяем фактическое значение

МПа> МПа.

Из сортамента подбираем [ 30:

см⁴; см²; см⁴; см;  см.

см²;           см⁴;

см;        .

С помощью линейной интерполяции определяем фактическое значение

МПа> МПа.

Дальнейший расчёт сводится к определению расстояния между ветвями, которое должно быть таким, чтобы обеспечить равноустойчивость колонны.

Расчёт относительно свободной оси:

Задаем гибкость ветви: .

Высота планки:  см.

Принимаем толщину планки  мм; .

Расстояние между планками:  см; принимаем см.

Ширина колонны в осях:  см; принимаем  см.

Расстояние между центрами планок:  см.

Момент инерции планки:  см⁴.

Соотношение жесткостей:

Гибкость колонны относительно свободной оси:

Радиус инерции:  см.

Расстояние при котором колонна равноустойчива

 см; принимаем  мм.

Устойчивость колонны относительно свободной оси:

Принимаем расстояния между планками 100 см, что даёт целое число промежутков:

;  см.

Гибкость ветви:

Соотношение жесткостей:

Момент инерции:  см⁴.

Радиус инерции:  см.

Гибкость колонны:

Приведенная гибкость:

;

Устойчивость обеспечена:

 МПа < МПа.

Условие выполнено.

3.2.1 Сравнение вариантов

Для сравнения вариантов необходимо подсчитать расход стали на прокатные, профили, составляющие стержни колонн, и количество сварных швов для крепления прокатных профилей между собой. Показатели по каждому варианту сведём в таблицу 4.

Таблица  – Сравнение вариантов колонн

Вариант	Тип сечения колонны	Масса колонны, кг/м	Длина сварных швов на 1 м длины колонны, м
			по прокатным профилям	по планкам колоны	всего сварных швов
1	Три двутавра (I 27)	94,5	4	0	4
2	Круглая туба (377х7)	63,87	0	0	0
3	два уголка (∟200×12)	94,2	2	0	2
4	Сквозная колонна ( 2×[ 30)	63,6	0	0,2	0,2

Второй по экономичности для колонны является трубчатое сечение. Однако из-за трудностей решения узлов примыкания ригелей к круглым трубам и их высокой стоимости этот тип сечения применяется редко. Колонны из двух уголков, сваренных в коробку сплошными швами, применяются при небольших нагрузках и длинах. Более рациональным является сечение  сквозной колоны из двух швеллеров так как обладают меньшей длиной сварных швов.