5.2.2 Перевірка стійкості колони суцільного перерізу

Спочатку необхідно визначити геометричні характеристики перерізу, причому момент інерції і радіус інерції визначається щодо осі, перпендикулярній поясам (вісь ), тому що в цьому напрямку жорсткість перерізу менша.

, , , .

(5.8)

За табл. 72 [1] визначається коефіцієнт в залежності від, і виконується перевірка напружень у перерізі:

.

(5.9)

Перенапруження колони не допускається, а недонапруження допускається в межах не більш 5%.

Якщо переріз підібраний незадовільно, потрібно відкоригувати його, змінивши відповідно гнучкість.

5.2.3 Перевірка стійкості поясних листів колони

Стійкість поясних листів вважається забезпеченою, якщо виконується умова:

,

(5.10)

де  умовна гнучкість стрижня.

Якщо , треба приймати.

Якщо , треба приймати.

Якщо умова (5.10) не виконується, треба змінити конструкцію перерізу.

5.2.4 Перевірка стійкості стінки колони

Стійкість стінки забезпечена, якщо виконується умова:

.			(5.11)
При	.		(5.12)
При	, але не більш 2,3.		(5.13)

Якщо умова (5.11) не виконується, необхідно конструктивними заходами підсилити стійкість стінки.

Може розглядатися і такий переріз, у якому частина стінки, що втратила стійкість, не враховується (п.7.20 [1]). При:

(5.14)

стінки суцільних колон підсилюються поперечними ребрами жорсткості, що встановлюються на відстані одне від одного і не більше 4 метрів; на кожному відправному елементі повинно бути не менш двох ребер.

Конструкція ребер жорсткості приймається за тими ж правилами, що і для балок.

Катет поясних швів приймається мінімальним відповідно до табл. 38 [1].

Приклад 9. Підібрати переріз стрижня колони, якщо на нього симетрично спираються дві балки, що передають опорні реакції кН; позначка верха площадки 10.7 м. Сталь класу С235.

1. Навантаження на колону буде складати за формулою (5.2):

кН.

При висоті балки 1700 мм і обпиранням колони в рівні нульової позначки геометрична довжина колони буде дорівнювати:

= 10.7 - 1.7 = 9 м.

При поверховому обпиранні допоміжних балок цю довжину потрібно зменшити на величину висоти цих балок, а при розташуванні обріза фундаменту нижче нульової позначки додати величину, рівну позначці обріза.

Розрахункова довжина колони дорівнює її геометричній довжині, тобто м.

По номограмі для зварного двотавра при ікН,, (рис.5.2), а відповідний коефіцієнт. При товщині прокату доммМПа.

см²,

см.

Ширина пояса двотавра

см. Приймаємо мм.

Умовна гнучкість стрижня буде дорівнювати:

Отже гранична умовна гнучкість стінки:

.

Визначимо граничну гнучкість стінки:

.

Звідси мінімальна товщина стінки: см.

Згідно сортаменту для стінки приймаємо лист ─ 9 х 530 мм

Визначаємо необхідну товщину поясів:

см.

Згідно сортаменту приймаємо пояса із широколистової універсальної сталі ─ 16х530 мм.

Перевіряємо загальну стійкість стрижня, для чого попередньо визначаємо геометричні характеристики (рис.5.3).

Площа: см².

Мінімальний момент інерції:см⁴.

Рисунок 5.3  Переріз суцільної колони

Відповідний радіус інерції: см.

Максимальна гнучкість стрижня колони: .

Відповідно,

Перевіряємо стійкість:

МПа.

Недонапруження складає:

, що припустимо нормами.

Перевіряємо стійкість поясних листів. Спочатку визначимо умовну гнучкість стрижня:

.

Величина свобідного звісу поясу:

см,

. Стійкість поясних листів забезпечена.

Перевіряємо стійкість стінки за форм. (5.11).

Обчислюємо граничну умовну гнучкість стінки :

і робимо перевірку:

.

Отже, місцева стійкість стінки забезпечена.

Перевіряємо необхідність постановки ребер жорсткості:

, отже, стрижень колони не потрібно зміцнювати ребрами жорсткості.

Відповідно до вимог ДСтУ табл. 38* [1] катет поясного шва мінімальний мм.