1.3 Расчет и конструирование стержня колонны

Ориентировочно принимаем коэффициент продольного изгиба .

Определяем требуемую площадь поперечного сечения стержня колонны , по формуле

, (1)

где - расчетная нагрузка,

- расчетное сопротивление металла, (1. с. 41).

Так как сечение колонны состоит из двух швеллеров, находим требуемую площадь одного швеллера , по формуле

(2)

По таблицам сортамента подбираем близкую к требуемой площади, (А'_тр) действительную площадь поперечного сечения одного швеллера (А'_д) и выписываем геометрические характеристики швеллера:

- № швеллера = 27;

- А'_д, см² = 35,2;

- l_х, см⁴ = 4150;

- l_у, см⁴ = 262;

- r_х, см = 10,9;

- r_у, см = 2,73;

- z_о, см = 2,47.

Определяем действительное значение площади поперечного сечения стержня , по формуле

(3)

Определяем гибкость стержня колонны относительно оси , по формуле

, (4)

где - расчетная длина стержня колонны, зависящая от закрепления ее

концов в соответствии с рисунком 1, см;

;

- радиус инерции, см.

По определяем действительное значение коэффициента продольного изгиба [2,с. 348], .

Проверяем стержень колонны на устойчивость , по формуле

, (5)

где - коэффициент условий работы [2, с. 343].

N

h_к

Рисунок 1 – Расчетная длинна стержня колонны

1.4 Расчет и конструирование соединительных планок

Определяем расстояние между соединительными планками 2 в соответствии с рисунком 2, , по формуле

, (6)

где - гибкость одной ветви;

;

- радиус инерции одного швеллера относительно собственной оси,

см.

Расстояние между швеллерами ( ), исходя из условия равноустойчивости, определяем по формуле

(7)

Выражаем гибкость стержня относительно оси , по формуле

(8)

Определяем необходимый радиус инерции сечения стержня относительно оси , по формуле

(9)

Рисунок 2 – Стержень сквозной колонны

Так как полки швеллера расположены наружу в соответствии с рисунком 2, определяем расстояние между ветвями колонны , по формуле

(10)

Расчетные размеры ( ) округляем до целого четного числа.

Определяем геометрические характеристики сечения стержня.

Момент инерции сечения колонны относительно оси , , определяем по формуле

(11)

Так как полки швеллера расположены наружу, то , определяем по формуле

(12)

Определяем действительное значение радиуса инерции сечения стержня относительно оси , , по формуле

(13)

Определяем действительную гибкость стержня колонны относительно оси , по формуле

(14)

Определяем приведенную гибкость стержня, , по формуле

(15)

Для сталей с до 440 МПа

(16)

Определяем силу Т, срезывающую планку, при условии расположения планок с двух сторон, кН, по формуле

(17)

Определяем момент М, изгибающий планку в ее плоскости, кН см, при условии расположения планки с двух сторон, в соответствии с рисунком 4, по формуле

(18)

Принимаем размеры планок:

- высота планки , см

(19)

- толщина планки ,см

(20)

Толщину планки принимаем по ГОСТ 82-70.

Рисунок 3 – Схема соединительных планок