Приближенные значения радиусов инерции IX и iy сечений

Сечение	b х x y y	y x b y x	b x x y
ix = k1h	0,43h	0,38h	0,39h
iy = k2b	0,24b	0,44b	0,52b

Гибкость стенки (отношение расчетной высоты стенки к толщине h_w/t_w) в центрально-сжатых двутавровых колоннах по условию местной устойчивости стенки не должна превышать где значения определяются по формулам:

при условной гибкости колонны

при , но не более 2,3.

Определяем требуемую толщину стенки при

Принимаем стенку из листа сечением 4008 мм с площадью сечения

Если по конструктивным соображениям толщина стенки t_w принята меньше t_w,min из условия местной устойчивости, то стенку следует укрепить парным или односторонним продольным ребром жесткости, разделяющим расчетный отсек стенки пополам (рис. 6.3). Продольные ребра следует включать в расчетное сечение стержня:

A_расч = A + A_p.

Отношение ширины свеса полки b_ef = (b_f – t_w)/2 = (40 – 8) / 2 = 19,6 см

к толщине полки t_f в центрально-сжатых элементах с условной гибкостью

по условию местной устойчивости полки не должно превышать

откуда определяем минимальную толщину полки:

Рис. 6.3. Укрепление стенки продольными и

поперечными ребрами жесткости

Требуемая площадь одной полки

Требуемая толщина полки

Принимаем

Высота сечения

h = h_w + 2t_f = 400 + 2 ∙ 1,2 = 42,4 см.

Площадь полки

A_f = 40 ∙ 1,2 = 48 см².

Вычисляем геометрические характеристики сечения:

– площадь

– момент инерции (моментом инерции стенки относительно оси y-y за малостью пренебрегаем)

– радиус инерции

– фактическую гибкость

λ_y = l_y/i_y = 813 / 10 = 81,3;

– условную гибкость

– коэффициент устойчивости при центральном сжатии

Проверяем общую устойчивость колонны относительно оси y-y:

где _с = 1 – коэффициент условий работы из табл. 3.5.

Недонапряжение в колонне

что допустимо в составном сечении согласно СНиП [4].

Сечение принято.

В случае невыполнения условия устойчивости колонны производится корректировка размеров сечения и выполняется повторная проверка. Корректировка, как правило, производится за счет изменения размеров полок при обязательном соблюдении условия их местной устойчивости.

При устанавливают поперечные ребра жесткости для укрепления контура сечения и стенки колонны (ребра увеличивают жесткость колонны при кручении). Ребра располагают на расстоянии a = (2,5 – 3)h_w одно от другого; на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер (см. рис. 6.3). Минимальные размеры выступающей части b_r и толщины t_r поперечных ребер жесткости принимаются так же, как в главной балке.

Проверяем:

.

Постановка поперечных ребер жесткости не требуется.

В местах примыкания к колонне связей, балок, распорок и других элементов ребра жесткости устанавливают в зоне передачи сосредоточенных усилий независимо от толщины стенки.

Соединение пояса со стенкой, выполненного автоматической сваркой, рассчитывают на сдвиг по формуле

где T = Q_fic S_f /I – сдвигающее пояс усилие на единицу длины, вызываемое

условной поперечной силой

Q_fic = 7,15 ∙ 10^–6 (2330 – E/R_y)N/φ,

где φ – коэффициент устойчивости, принимаемый при расчете по условной гибкости колонны относительно оси x-x;

S_f – статический момент пояса колонны относительно оси x-x;

I_x – момент инерции сечения колонны.

В центрально-сжатых колоннах сдвигающее усилие незначительно, так как поперечная сила, возникающая от случайных воздействий, невелика. Соединение стенки с полками производится двусторонним швом, выполненным автоматической сваркой. Минимальный катет сварного шва принимается конструктивно в зависимости от максимальной толщины свариваемых элементов (при t_max = t_f = 12 мм k_f = 5 мм), но не менее 6 мм.