Общие положения по расчёту колонн
По характеру работы колонны могут быть:
1. Центрально-сжатые - нагружены по центру тяжести сечения (в симметричных колоннах совпадает с геометрическим центром ( 5.1, а).
2. Внецентренно-сжатые - сила действует не по центру тяжести, а с эксцентриситетом е0 (5.1, б) или, что равнозначно, одновременно приложены продольная сила N и изгибающий момент М.
е0= M/N – с.86
Прим. Центральное сжатие выгоднее, т. к. в конструкции менее сложное напряженное состояние, что позволяет проектировать более простые сечения колонн и полнее использовать несущую способность материала.
Работа центрально сжатых колонн под нагрузкой
1. Изгиб стержня может быть продольный и поперечный – стр.87
2. Основа расчёта колонн - безопасные величины продольного изгиба
Общие подходы к расчёту центрально-сжатых колонн
1. Предпосылка к расчёту: нормальные напряжения σ в поперечном сечении распределены равномерно
2. По предельной способности несущая способность обеспечена, если:
N ≤ Ф N ≤ R∙А – базовая формула расчёта прочности
3. Продольный изгиб колонны уменьшает её несущую способность – это учитывает коэффициент продольного изгиба φ (< 1) – разный для разных материалов
N≤ φ∙ R∙А – базовая формула при расчёте устойчивости
4. φ зависит от гибкости λ = l0 \i
l0 – расчётная длина стержня
i – радиус инерции
l0 = μ∙l
μ – коэффициент, стр.89, зависит от вида опор
Момент инерции - величина, которая показывает, насколько трудно раскручивать тело относительно какой-либо оси, проходящей через его центр масс.
Радиус инерции сечения — геометрическая характеристика сечения, связывающая геометрический момент инерции фигуры с её площадью
5. Изгиб колонны имеет разную форму в разных плоскостях
l0х – расчётная длина стержня относительно оси х-х , l0у –оси у-у
6. Если размеры сечения разные относительно осей изгиба, следовательно, разные iх , i и λх , λх (радиус инерции и гибкость)
7. λпред (предельная гибкость) не должна быть превышена
8. Расчёт сжатых конструкций:
А) с ослаблениями под отверстия – на прочность и устойчивость
Б) без ослаблений – только на устойчивость
В) на местную устойчивость – для отдельных участков
10. Типы задач:
Тип 1: определение размеров сечения колонны от заданной нагрузки N
Тип 2: - проверка несущей способности
Понятие о расчёте внецентренно-сжатых колонн
1. Напряжения в поперечном сечении распределяются неравномерно;
2. Расчёт более сложный;
3. Расчёт на прочность, общую устойчивость и раскрытие трещин
4. Расчётные формулы σmax ≤ Rсжатию σmin ≤ Rрастяжению
5. Размеры сечения увеличивают в направлении действия момента
Лекция 9
РАСЧЁТ СТАЛЬНЫХ КОЛОНН
Область применения и простейшие конструкции стальных колонн
1. Применение:
а) здания высотой более 10м
б) при тяжелом режиме мостовых кранов
в) для колонн малых сечений
г) при невозможности применения другого материала
2. Недостаток: высокая стоимость
3. Конструкции стальных колонн:
А) сплошные постоянного сечения (труба или двутавр)
Б) составные: из двух швеллеров, уголков и др.
В) сплошные сварные
Г) сквозные на планках, решётчатые 5.8, - с.95 зарисовать
Особенности работы стальных колонн
1. Причины потери несущей способности колонн (1 гр.п.с.):
А) общей устойчивости – устойчивость теряется раньше прочности;
Б) потеря прочности (с ослаблениями под болты) - прочность теряется раньше, чем устойчивость
В) потеря местной устойчивости. Меры: рёбра жёсткости, увеличенная толщина листов – с. 96 - зарисовать
2. Расчёт сплошных центрально-сжатых колонн - на прочность и устойчивость
Проектирование элементов центрально-сжатых колонн
1. Стержень колонны – передаёт нагрузки от оголовка на базу (с.102)
А) для мощных колонн устанавливают рёбра жёсткости;
Б) устойчивы колонны с сечением в виде трубы. Недостаток: трудно защищать от коррозии и влаги;
В) чаще сечение колонны в виде двутавра: прокатной – не равноустойчивый, более рациональный – широкополочный прокатной или сварной.
Прим. Любой двутавр не отвечает полностью устойчивости.
2. Оголовки– с.103
А) оголовок – верхняя часть, воспринимает нагрузки, передаёт на стержень;
Б) оголовки тяжело нагруженных колонн рассчитывают: толщина опорной части, сварку, длина рёбер жёсткости;
В) для центрирования нагрузки к опорному листу приваривают опорные (центрирующие) пластинки – 5.10 – стр.103 - зарисовать
Г) в простых колоннах с малыми нагрузками размеры конструктивные (без расчёта)
3. Базы-для распределения нагрузки и передачи их на фундамент и крепления колонны к фундаменту. Типы баз – с.105:
А) без траверсы: к опорной плите приварена колонна;
Б) в простых случаях толщина опорной плиты - без расчёта, от 20 до 60 мм;
В) для тяжело нагруженных размеры опорной плиты по расчёту.
Г) с распределительной конструкцией – траверсой–возможность уменьшения толщины опорной плиты, так как траверса распределяет усилия –105
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 1517; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!