Потеря устойчивости внецентренно сжатых колонн из плоскости действия момента определяется фибровой текучестью, то есть стенка работает в упругой стадии.
Устойчивость стенки при упругой работе зависит от величин 
и 
, где
– наибольшее сжимающее напряжение в стенке;
– наибольшее растягивающее напряжение в стенке.
ус-расстояние от ц.т. дю сжатого края стенки
ур-то же, до разгружаемого моментом края стенки
– среднее касательное напряжение в стенке;
Местная устойчивость пояса обеспечена если
,
где 
;
|
|
Если условие соблюдается, то проверку устойчивости из плоскости действия момента производят с учетом всей площади сечения. Если нет, тов расчет включают два участка стенки, шириной h1
При недонапряжении свыше 5 % или перенапряжении проводят корректировку принятого сечения и повторную его проверку.
Стенки сплошных колонн при 
нужно укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии (2,5 
3)hw одно от другого. На каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер.
Размеры ребер жесткости смотри в разделе центрально сжатых сплошных колонн. Сварные швы, соединяющие стенку и полки в составных сечениях, следует выполнять сплошными. Катеты швов назначают в зависимости от толщины полок.
В колоннах зданий, эксплуатируемых в неагрессивных и слабоагрессивных средах при температуре выше – 
С, допускается применять односторонние швы, кроме мест примыкания, кронштейнов, балок, вертикальных связей и других элементов, где обязательна двусторонняя сварка.
Подбор сечения нижней (подкрановой) части колонны.
Нижняя часть колонны, как правило, конструируется несимметричного сечения, для подбора которого рассматривают два загружения с положительным и отрицательным моментами.
Приближенно можно принять, что высота стенки и расстояние между центрами тяжести полок равны высоте сечения колонны 
; погрешность при таком допущении не превышает 5 %.
Требуемая площадь сечения
Определяется из комбинации с максимальным по абсолютному значению моментом
;
где N – максимальное из усилий N1 и N2;
– коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии; определяется по таблицам в зависимости от условной гибкости 
и приведенного эксцентриситета 
;
;
;
lx1 – расчетная длина нижней части колонны;
– коэффициент влияния формы сечения, определяемый по таблице.
; 
; 
;
P= 
-характеристика распределения материалов;
K= 
.
Затем определяем площадь полок
; 
,
где 
.
Чаще всего стремятся к тому, чтобы А1 
А2.
Компоновка сечения, проверка подобранного сечения и его корректировка, выполняются так же, как и для верхней части колонны.
1.6.2.1.4 Соединение верхней части колонны с нижней (траверса).
|
|
В ступенчатых колоннах подкрановые балки опираются на уступ колонны. Для передачи усилий от верхней части колонны и подкрановых балок на нижнюю часть в месте уступа устраивают траверсу.
Высоту траверсы принимают равной 
ширины нижней части колонны
hтр=(0,5 0,8)bн.
Усилие Dmax через плиту толщиной 16 
20 мм передается на стенку траверсы.
Стенка траверсы работает на сжатие и проверяется по формуле:
где lсм=bо.р.+2tп.л. – длина сминаемой поверхности;
bо.р.– ширина опорного ребра подкрановой балки;
tтр, tпл – толщина стенки траверсы и плиты.
В запас прочности допустимо считать, что усилия M и N от верхней части колонны передаются только через полки верхней части колонны. Тогда усилие в полках колонны
,
где M и N – из расчета рамы.
Требуемая длина шва крепления вертикального ребра (полки верхней части колонны) к стенке траверсы (Ш1), исходя из условия приварки 4 швами, равна
.
Из условия равнопрочности полки верхней части колонны и шва крепления длину шва lш1 можно также определить и по предельному усилию в полке
Nп=AfRy,
где Af – площадь полки верхней части колонны.
База колонны.
База является опорной частью колонны и предназначена для передачи усилий с колонны на фундамент.
Для сплошных колонн применяются общие базы.
|
Двустенчатая база с общими траверсами. |
|
Двустенчатая база с раздельными траверсами |
Для передачи момента на фундамент база внецентренно сжатой колонны развивается в плоскости действия момента, центр плиты обычно совмещается с центром тяжести колонны.
Если момент одного знака по абсолютному значению значительно больше момента другого знака, возможна конструкция базы с плитой, смещенной в сторону действия большего момента.
|
|
Под плитой в бетоне фундамента возникают нормальные напряжения 
, определяемые по формулам внецентренного сжатия:
;
,
где Апл – площадь плиты;
Wпл – момент сопротивления плиты;
B, L – ширина и длина плиты.
При большом значении изгибающего момента под плитой возникают растягивающие напряжения. Поскольку плита на фундаменте лежит свободно, то для восприятия возможного растяжения устанавливают анкерные болты, которые являются расчетными элементами.
Ширина плиты «В» принимается на 100-200 мм шире сечения колонны. Из условия прочности бетона фундамента на сжатие ( 
) из вышеприведенной формулы можно определить длину плиты
.
Данный расчет базы колонны аналогичен расчету базы центрально сжатой колонны.
Усилие в анкерных болтах определяют в предположении, что бетон не работает на растяжение сила Fа, соответствующая растянутой зоне эпюры напряжений, полностью воспринимаются анкерными болтами (см. рисунок).
Исходя из уравнения равновесия сил относительно центра тяжести сжатой зоны бетона M-Na-Fay =0, усилие в анкерных болтах (с одной стороны базы) определяется по формуле
.
Требуемая площадь сечения одного анкерного болта
,
где а, y – см. по рисунку;
n – число анкерных болтов с одной стороны базы;
– расчетное сопротивление анкерного болта.
При проектировании базы следует учитывать способ установки колонны на фундамент (установка колонны на подкладки с последующей выверкой или «безвыверочный» метод).
Сквозная колонна.
Нижняя часть (подкрановая) решетчатой (сквозной) колонны состоит из двух ветвей – наружной (шатровой) и внутренней (подкрановой), связанных между собой соединительной решеткой в двух плоскостях (по граням ветвей).
Для колонны средних рядов проектируют обычно симметричного сечения с ветвями из прокатных профилей (двутавр типа Ш) или составного сечения.
Нижняя (решетчатая) часть колонны работает как ферма с параллельными поясами. От действующих в колонне расчетных усилий N и M в ее ветвях возникают только продольные усилия. Поперечную силу Q воспринимает решетка. Несущая способность колонны может быть исчерпана в результате потери устойчивости какой – либо ветви (в плоскости или из плоскости рамы) или в результате потери устойчивости колонны в целом (в предположении, что она работает как единый, сквозной стержень).
Дата: 2018-11-18, просмотров: 617.
