2018-02-13
663
| Схеми закріплення та наванта-ження | 
| 
| 
| 
|
| 1,0 | 0,7 | 0,5 | 2,0 |
| Схеми закріплення та наванта-ження | 
| 
| 
| 
|
|
| 1,0 | 2,0 | 0,725 | 1,12 |
Гранична гнучкість становить:
– для основних колон 
, (3.4)
– для допоміжних 
(3.5)
Тут коефіцієнт 
характеризує ступінь використання несучої здатності елемента
. (3.6)
Короткі колони, для яких 
а також послаблені перерізи більш гнучких колон перевіряють на міцність:
, (3.7)
де 
– площа перерізу нетто.
За товщину фасонного прокату слід приймати товщину полиці. Для забезпечення місцевої стійкості елементів перерізу (полиць, стінки) під час дії нормальних стискувальних напружень відношення ширини елемента (звису полиці 
або висоти
стінки 
) до його товщини (рис. 3.4, а) не повинно перевищувати певних граничних значень.
Оскільки в колонах величини деформацій і крайових напружень залежать від гнучкості та форми поперечного перерізу, то й ці граничні відношення залежать від гнучкості колони, а також розрахункового опору сталі 
.
У центрально-стиснутих елементах з умовною гнучкістю 
від 0,8 до 4 відношення розрахункової ширини звису полиці до товщини 
слід приймати не більшим від значень, які знаходять за формулами табл.3.2.
Якщо 
<0,8 або >o,4 то у формулах табл. 3.2 слід приймати відповідно =0,8 і =0,4.
При розрахунках за формулами табл. 3.2 і 3.3 слід приймати найбільше значення умовної гнучкості стрижня (
або 
), як у розрахунках на загальну стійкість.
Таблиця 3.2
Граничні відношення / у стиснутих елементах
| Характеристика полиці та перерізу елемента | Найбільші відношення 
|
| Не облямована двотавра і тавра | 
|
| Облямована ребром двотавра і тавра | 
|
| Не облямована рівнополичних кутиків і гнутих профілів (за винятком швелерів) | 
|
| Не облямована більша нерівнополичного кутика та полиця швелера | 
|
Якщо <0,8 або >o,4 то у формулах табл. 3.2 слід приймати відповідно =0,8 і =0,4.
При розрахунках за формулами табл. 3.2 і 3.3 слід приймати найбільше значення умовної гнучкості стрижня ( або ), як у розрахунках на загальну стійкість.
Таблиця 3.3
Гранична умовна гнучкість стінки 
| Тип перерізу | Значення
|
|
|
Двотавр
| 
| 
|
|  але не більше 2,3
| |
|
Коробчастий, прокатний швелер | 
| 
|
|  але не більше 1,6
| |
|
Гнутий швелер | 
| 
|
|  але не більше 1,6
|
Необхідно зазначити, що місцева стійкість полиць прокатних елементів завжди забезпечена співвідношенням розмірів і перевірки не потребує. Також завжди забезпечена місцева стійкість стінки колони з прокатних двотаврів типу К за ГОСТ 26020–83. У всіх інших випадках місцева стійкість стінки повинна перевірятися розрахунком.
Для отримання ефективного складеного перерізу колони стінки та полиці необхідно виконувати якомога тоншими. При цьому слід мати на увазі, що втрата місцевої стійкості полиць у колонах з відкритим перерізом (із двотавра, швелера тощо) призводить до вичерпання несучої здатності колони і тому не допускається.
Для запобігання втраті місцевої стійкості тонкий звис полиці може бути облямований ребром. Ширина облямовувального ребра 
що вимірюється від його осі, має бути не меншою за 0,3 , а товщина – не меншою за 
(рис. 3.4, б).
Місцева стійкість стінки перерізу центрально-стиснутих колон вважається забезпеченою, якщо
, (3.8)
де – гранична гнучкість стінки, що визначається за даними табл. 3.3.
Якщо вимога (3.8) не задовольняється, можливі такі рішення.
1. Збільшити товщину стінки 
з метою доведення 
до необхідного за (3.8) значення, що, як правило, веде до перевитрат матеріалу.
2. Підкріпити стінку поздовжнім ребром (рис. 3.4, в), площа якого включається в розрахунковий переріз колони. Внаслідок постановки такого ребра жорсткості гранична гнучкість стінки за даними табл. 3.3 збільшується в 
разів. Коефіцієнт при 
визначається за формулою
, (3.9)
де 
– момент інерції перерізу поздовжнього ребра відносно осі 
, якщо ребро парне, і відносно найближчої грані стінки, якщо ребро однобічне.
Легко переконатися, що при 
коефіцієнт 
, а ділянка стінки між полицею та поздовжнім ребром може розглядатися як самостійна пластинка. Мінімальні розміри поперечних ребер слід приймати такими, як розміри основних ребер балок.
3. Оскільки втрата місцевої стійкості стінки як у відкритих, так і в замкнених перерізах не призводить до втрати несучої здатності стрижня, а тільки зменшує її, допустиме виконання стінкою своїх функцій і в закритичній стадії роботи. Чинні норми [1] дозволяють проектувати та розраховувати центрально-стиснуті колони з урахуванням закритичної роботи стінки, якщо фактичне значення 
перевищує граничне за табл. 3.3 не більш, ніж у два рази.
У цьому випадку з роботи виключається частина площі стінки, а розрахунок виконується за площею перерізу 
, що обчислюється при редукованій висоті стінки 
(рис. 3.4, г, д). Для двотаврів і коробчастих перерізів визначають за формулою
, (3.10)
де 
– коефіцієнт, що для двотаврового перерізу дорівнює
= 1,2+0,15 при 
слід приймати 
), а для коробчастого перерізу 
(при 
слід брати 
). Тут – більша умовна гнучкість елемента (відносно осей 
або ).
При цьому редукована площа буде становити:
– для двотаврового перерізу
; (3.11)
– для коробчастого перерізу
. (3.12)
Вказані зміни розрахункової висоти стінки слід враховувати тільки при розрахунках за формулою (3.1) шляхом заміни 
на 
.
Стінки колон при 
укріплюють поперечними ребрами жорсткості, які розташовують на відстані (2,5...3) одне від одного. На кожному відправному елементі повинно бути не менше ніж два ребра, включаючи опорні плити оголовка та бази колони. Мінімальні розміри ребер жорсткості приймають такими ж, як і в балках, виходячи з умови забезпечення їхньої місцевої стійкості.
У суцільних колонах сили зсуву між полицями та стінкою незначні, тому що поперечна сила, що виникає через випадкові впливи, невелика. Через це в складених перерізах поясні шви приймають конструктивно залежно від товщин зварюваних елементів
