Проектирование ступенчатой колонны каркаса

Исходные данные для расчета колонны

Расчетная комбинация усилий для подбора сечения:

верхней части колонны:

нижней части колонны:

подкрановая ветвь: ;

шатровая ветвь: ;

.

Определяем расчетных длин участков ступенчатой колонны

.

т. е. коэффициент для расчета на устойчивость определяем по приложению 6 /1/.

где.

По таблице 67 /1/ .

т. е. принимаем .

Расчетные длины участков колонны в плоскости действия моментов (в плоскости поперечной рамы):

для нижней части:

для верхней части:

.

Расчетные длины участков колонны из плоскости рамы:

для нижней части: ,.

для верхней части: .

Подбор сечения верхней части ступенчатой колонны

Сечение проектируем в виде составного сварного двутавра.

Материал для колонны принимаем для III группы конструкций по таблице 50 /1/. По таблице 51 /1/ принимаем сталь С345 с для толщин до 20 мм.

Предварительно задаемся величиной радиуса инерции сечения:

.

Ядровое расстояние:

.

Относительный эксцентриситет:

.

Условная (приведенная) гибкость верхней части колонны:

.

Приведенный эксцентриситет:

.

где — коэффициент влияния формы сечения (таблица 73 /1/). Задаемся отношением .

Тогда:

По таблице 74 /1/ определяем коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии: .

Требуемая площадь сечения верхней части колонны:

.

Требуемая площадь полки:

.

Задаемся шириной полки:

.

Предварительно по сортаменту принимаем .

Требуемая толщина полки:

.

Предварительно принимаем .

Уточняем высоту сечения стенки:

.

Т.к., то принимаем толщину стенки:

.

Предварительно принимаем .

Вычисляем геометрические характеристики принятого сечения верхней части колонны:

.

.

.

.

.

.

Фактическая гибкость:

.

Проверка устойчивости полки:

Устойчивость полки обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки колонны (таблица 27 /1/):

Условие выполняется.

Окончательный приведенный эксцентриситет:

.

где:

По таблице 74 /1/ определяем коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии: .

Условие выполняется.

Проверка общей устойчивости верхней части из плоскости действия момента:

где — коэффициент продольного изгиба (таблица 72 /1/).

.

Для определения с пересчитаем относительный эксцентриситет:

Проверка местной устойчивости стенки в зависимости от характера распределения нормальных напряжений по сечению колонны:

Местная устойчивость стенки верхней части колонны обеспечена.