Расчет центрально сжатых стальных колонн сплошного сечения.

Стальные колонны широко распространены в общественных и промышленных зданиях.

Простейшей конструкцией стальных колонн является сплошная колонна постоянного сечения, выполненная из трубы или прокатного двутавра.

σ – нормальное напряжение в сечении колонны;

N – расчетная продольная сила;

A_n – площадь сечения нетто (площадь сечения за вычетом площади ослаблений);

R _y – расчетное сопротивление по пределу текучести;

γ_c – коэффициент условия работы;

l_ef – расчетная длина колонны;

Расчет:

1. Выбираем тип сплошного сечения колонны;

2. Задаемся величиной коэффициента продольного изгиба φ = 0,6

3. Определяем требуемую площадь сечения: A_d ≥ N / R_{y *} γ_с* φ,см²

4. Используя сортамент, по найденной площади определяем номер профиля проката, из которых состоит сечение;

5. Проверить устойчивость принятого сечения в следующем порядке:

• Определить расчетную длину: L_ef = μ L₀, м

· По сортаменту определяем моменты инерции сечения относительно главных центральных осей: J_x, см⁴; J_y, см⁴

· Найти минимальный радиус инерции: i_min= √ J_min/ A

· Определить наибольшую гибкость стержня λ = μ *L₀ / i_min

· Найти напряжения в сечении: σ = N / А _* φ ≤ R_y γ_с, кн/см²

 

Область распространения и простейшие конструкции деревянных стоек.

Особенности работы деревянных стоек под нагрузкой и предпосылки для расчета.

Деревянные стойки (колонны) применяются при строительстве деревянных домов, сельскохозяйственных сооружений, складов, временных зданий, в качестве опор для опалубки при изготовлении монолитных железобетонных конструкций.

Конструкции: цельные (сплошные) стойки круглого сечения из бревна или квадратного сечения из бруса.

Особенности структуры, связанные с природным происхождением древесины, ее волокнистым строением и наличием пороков (сучковатость, неоднородность и т.д.), приводят к характерному разрушению деревянных стоек — порой хрупкому; появлению в них вертикальных трещин и разрушению волокон (смятию). Деревянные стойки часто имеют ослабления (отверстия, врезки), в результате чего может произойти их разрушение из-за потери прочности (напряжения сжатия могут превзойти прочность древесины на сжатие).

Расчет центрально сжатых деревянных стоек цельного сечения.

Общий порядок расчета.

N— расчетная продольная сила;

φ — коэффициент продольного изгиба, принимается в зависимости от гибкости;

R_c - расчетное сопротивление древесины на сжатие для сосны и ели;

F_нт – площадь поперечного сечения нетто;

Расчет:

1. Определяют нагрузку, приходящуюся на стойку;

2. Устанавливают расчетную схему стойки;

3. Определяют расчетную длину стойки: L_o =μ L

4. Принимают породу древесины и ее сорт (обычно принимается сосна или ель)

5. Определяют расчетное сопротивление древесины на сжатие (R_c):

6. Задаются коэффициентом продольного изгиба в пределах φ = 0,6-0,7.

7. Определяют требуемую площадь поперечного сечения стойки: F_расч ≥ N / R_{с *} φ

8.. По найденной площади назначают размеры поперечного сечения:

· требуемые размеры сторон для квадратного сечения: а =

· требуемый диаметр для элемента круглого сечения (бревна): d =

 

9. Определяют радиусы инерции i_y и проверяют условие, ограничивающее гибкость:

10. Проверяют устойчивость принятого сечения, для этого определяют фактические значения расчетной площади F_раси и коэффициента продольного изгиба: φ = 1- 0,8(λ / 100)²

11. Проверяют прочность деревянной стойки: σ = N / А _* φ ≤ R_y*γ_с, кн/см²

12. Если устойчивость или прочность стойки не обеспечена, то размеры сечения увеличивают и снова проводят проверку сечения на устойчивость или прочность.