Fin — 0)7/?щ /щ — 0,7*0,6*14 — 5)9 см^j
Ма |
19 900 |
ijro |
п = |
■■ |
= 1453 кгс/см? |
|
13,7 |
|
[см. формулу (IX.26)];
[см. формулу (IX.27) ]
и, согласно формуле (IX.28),
0расч = >/Л °ш + = V 1453? + 4225 = 1513 кгс/см? (151,3 МПа)»
» Я™ = 1500 кгс/см? (150 МПа).
Следовательно, прочность шва достаточна.
Внецентренно-сжатые колонн!м
Внецентренно-сжатые колонны испытывают совмест ное воздействие продольной силы N и изгибающего мо мента М. Внецентренно-сжатыми являются колонны од ноэтажных промышленных зданий. По своему конструк
тивному решению эти колонны |
могут быть сплошными |
|||
или сквозными, |
сечение колонн по высоте может быть |
|||
постоянным |
или |
переменным (ступенчатые |
колонны). |
|
Наиболее |
часто |
применяют |
ступенчатые |
колонны |
(рис. IX.11, б, в). |
В надкрановой |
части они имеют дву |
||
тавровое сечение, свариваемое из трех листов, в подкра новой части сечение компонуется из двух ветвей, сое диненных стенкой (сплошные колонны) или соединитель ной решеткой (сквозные колонны). Ветви, как правило, выполняют из прокатных профилей — двутавров, швел леров или из листов универсальной стали. Для восприя тия больших усилий двутавровое сечение ветви может быть сварным из трех листов, а швеллерное — из листа и двух уголков.
Стенка сплошных колонн имеет малую толщину (1/100— 1/120 высоты). Ее местная устойчивость обеспе чивается приваркой парных поперечных ребер на рассто яниях (2,5—3) h (см. рис. IX.11,6).
Соединительную решетку сквозных колонн распола гают в двух плоскостях и выполняют обычно из одиноч ных уголков. Система решетки треугольная с дополни тельными стойками (рис. IX. 11, в) .
166
Рис. |
IX.11. |
|
Внецентрен- |
а) |
б) |
В} |
г) |
но-сжатые |
стальные ко |
|
|
|
|
||
|
лонны |
|
|
|
|
||
а —сплошная |
постоянного |
|
|
|
|
||
сечения; |
б —ступенчатая |
|
|
|
|
||
сплошная; |
|
в —ступенча |
|
|
|
|
|
тая |
сквозная; |
г —раздель |
|
|
|
|
|
|
|
ная |
|
|
|
|
|
Для зданий небольшой высоты с мостовыми кранами
грузоподъемностью |
до 15—20 |
т колонны |
могут быть |
||
сплошными с |
постоянным по |
всей высоте |
сечением |
||
(рис. IX.11, а). |
Такие |
колонны |
выполняют |
из |
шйроко- |
полочных прокатных двутавров или сварными из трех ли стов. В колоннах раздельного типа одна стойка проходит
на всю высоту здания, поддерживая покрытие |
(шатер), |
а другая — до низа подкрановой балки (рис. |
IX. 11, г). |
Подкрановую стойку соединяют с шатровой стойкой го ризонтальными планками, расстояние между которыми назначают с таким расчетом, чтобы подкрановая стойка имела примерно одинаковую гибкость как в плоскости поперечной рамы цеха, так и из плоскости рамы.
Внецентренно-сжатые колонны рассчитывают, как правило, на устойчивость.
Критическая продольная сила N Kp, при которой воз можна потеря устойчивости сжато-изогнутого стержня, и соответствующие критические напряжения о®“ < а т зави
сят от начального эксцентрицитета продольной силы e0= M /N , гибкости стержня А, и от геометрических харак теристик сечения.
Расчет внецентренно-сжатых колонн на устойчивость
в плоскости действия момента |
выполняют по |
формуле |
< |
R, |
(IX.30) |
Фвп F6p |
|
|
167
где <рвн<1 определяют по СНиИ II-B.3-72 в зависимости от услов ной гибкости Х=А, V RIE и приведенного эксцентрицитета силы пц.
В плоскости, перпендикулярной действию момента (из плоскости рамы), колонну проверяют на устойчивость по формуле
N |
(IX.31) |
^ Ri |
суу ^бр
где фу — коэффициент продольного изгиба центрально-сжатого стер жня (см. с. 161), определяемый по гибкости Яу (из плоскости рамы); с — коэффициент, учитывающий влияние момента, действующего в плоскости рамы на устойчивость стержня из плоскости рамы. Этот коэффициент также определяют по указаниям норм.
В сквозных колоннах дополнительно проверяют устойчивость ветвей, которые рассматривают как цент рально-сжатые стержни. Для симметричного сечения продольная сила в ветви
^B = (W2)+(M//0, |
(IX.32) |
где h — расстояние между центрами тяжести сечений ветвей. Элементы решетки рассчитывают на действие попе
речной силы Q* и на усилие, вызванное укорочением ветвей колонны от действия продольной силы
Усилие |
в |
раскосе, имеющем |
площадь сечения f p, |
||||
равно; |
|
|
О |
F^N |
|
|
|
|
|
|
|
|
(IX.33) |
||
|
|
Nr> = —^---- h —£— sin* а, |
|||||
|
|
р |
2 sin а |
F |
|
|
v |
где а — угол |
наклона раскоса |
(обычно 45°); |
F.— площадь |
сечения |
|||
двух ветвей колонны. |
проверяют на |
устойчивость по фор |
|||||
Сжатые раскосы |
|||||||
муле (IX .19), |
принимая гибкость |
по |
наименьшему ра |
||||
диусу инерции сечения, a R — с коэффициентом условий
работы т = 0 ,7 5 , так как раскос |
прикрепляют к ветви |
одной полкой. |
|
Размеры опорного листа базы |
внецентренно-сжатой |
колонны проверяют исходя из условия, чтобы (максималь ные напряжения в бетоне фундамента не превышали /?пр. Для базы сплошной колонны (рис. IX. 12, а) краевые напряжения под опорной плитой определяют по формуле
N |
М |
^оп.л |
(IX. 34) |
^оп.л |
* Если Q<Qycn, то принимают Q=Qyc.i=20F6p (для стали клас са С 38/23).
1 При обжатии ветвей укорачиваются и элементы решетки.
168
где Won.n — момент сопротивления площади опорного листа базы отно сительно оси, перпендикулярной пло скости действия момента.
В формуле (IX.34) при зна ке плюс получаем максималь ные сжимающие напряжения, при знаке минус — растягива ющие. Как уже отмечалось вы
ше, необходимо, |
чтобы |
ас^ |
=^/?пр. Растягивающие |
усилия |
|
Z должны быть восприняты ан |
||
керными болтами: |
|
|
Z = M — Na |
(IX. 35) |
|
|
У |
|
где М — расчетный |
изгибающий мо |
|
мент в нижнем сечении колонны (см. рис. IX.12, а) \ N — расчетная продоль ная сила; а — расстояние от центра тяжести эпюры сжимающих напря жений до оси колонны; у — расстоя ние от оси анкерных болтов до цент ра тяжести эпюры сжимающих на пряжений.
Требуемая площадь сече ния анкерных болтов
(IX.36)
Линия ц.т. сечения
Оси ан керных
боптов
Центр тяжести эпюры сжатия
6)
Рис. 1ХЛ2. Базы внецен- тренно-сжатых сплошной а и сквозной б колонн
где п — число анкерных болтов; /?£ — расчетное сопротивление ан керных болтов растяжению [для болтов из стали ВСтЗкп2 R£ —
=1400 кгс/см2 (140 МПа)].
Всквозных колоннах более рационально выполнять
раздельные базы (рис. IX.12, б). Базу каждой ветви рас считывают на максимальное сжимающее усилие NB ана логично тому, как рассчитывают базу центрально-сжатых колонн.
§IX.5. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ
ИПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ФЕРМ
Ферма представляет собой сквозную (решетчатую) конструкцию, которую наиболее часто применяют в качестве несущего элемента для покрытия зданий. Про-
169
Рис. IX.13. Схемы ферм
1 —верхний пояс; 2 —нижний по яс; 3 —раскосы; 4 —стойки; 5 —i узловая фасонка
дольные элементы фермы, идущие вдоль ее пролета, на зывают поясами, а стойки и раскосы, соединяющие поя са, — решеткой. По очертанию фермы могут быть трапе цеидальными (рис, IX.13, а), треугольными (рис. IX.13, б) или с параллельными поясами (с постоянной
170