Расчёт центрально-сжатых колонн: как сделать самостоятельно
1. Общий план расчета. Колонна работает на сжатие, поэтому прежде всего должна быть обеспечена ее общая и местная устойчивость. Расчет ведут в следующем порядке.
1). В зависимости от конструкции башмака и оголовка устанавливают расчетную схему колонны и вычисляют ее расчетную длину.
2). С помощью приближенных формул производят предварительный подбор сечения стержня колонны.
3). Выполняют окончательный расчет предварительно подобранного сечения.
4). Рассчитывают и конструируют башмак и оголовок колонны.
2. Расчетная схема колонны. При расчете центрально-сжатых колонн малой и средней мощности закрепление нижнего конца часто в запас устойчивости принимают шарнирным независимо от конструкции башмака. Но башмак с траверсами (удлиненный в одном направлении и закрепленный четырьмя анкерными болтами) можно принимать за защемление в плоскости траверс.
Поперечную раму, составленную из колонн и ригеля, иногда можно завязать вертикальными связями в геометрически неизменяемую систему (если эти связи не затрудняют эксплуатацию здания). В этом случае считают, что при любом типе сопряжения балок с колонной (как при свободном опирании сверху, так и при примыкании сбоку) верхний конец колонны шарнирно закреплен и горизонтальное смещение его отсутствует. Поэтому при защемлении нижнего конца коэффициент расчетной длины ц=0, 7; при шарнирном закреплении нижнего конца fi = l.
Если вертикальные связи между колоннами отсутствуют и геометрическая неизменяемость рамы обеспечивается только благодаря жесткости узлов, то верхний конец колонны может иметь горизонтальное смещение. В этом случае: а) при примыкании балок к колонне сбоку коэффициент fx определяют) прц свободном опирании балок на колонну сверху и защемлении нижнего конца ц=2.
Коэффициенты расчетной длины ц для ступенчатых колонн поперечных рам цехов определяют.
3. Предварительный подбор сечения стержня сплошной колонны ведут методом повторных попыток. При этом рекомендуется пользоваться приближенными значениями радиуса инерции. В первом приближении можно принять гибкость в пределах Я=6О…
1ОО.
Последовательность расчетов указан.
4. Окончательный расчет колонны. При предварительном подборе используются приближенные формулы. Окончательный расчет состоит в том, что для сечения, полученного в результате предварительного подбора, определяются точные геометрические характеристики и выполняются все необходимые проверки устойчивости и прочности.
Одновременно корректируются размеры поперечного сечения колонны.
Проверка общей устойчивости выполняется по формуле. Местная устойчивость элементов колонны обеспечена, если соблюдаются условия: для полки, для стенки.
Если колонна широкая и требование не выдерживается, то считают, что расчетное сечение колонны состоит только из полок и участков стенки шириной пост с каждой стороны. Коэффициент я принимают. Рассчитывают такие колонны как сплошные, но при определении геометрических характеристик сечения считают, что неустойчивая часть стенки отсутствует.
Можно поставить продольное ребро жесткости, тогда расчет ведется по указаниям п. 6. 12 СНиП П-В. 3-72, но это трудоемкое решение.