Презентация на тему "Подбор и проверка сечения центрально-сжатых колонн"

Содержание

• 
  Слайд 1

  ПОДБОР И ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ КОЛОНН

• 
  Слайд 2

  Общие соображения

  1 Подбор и проверка сечения сжатых элементов металлических конструкций осуществляется из условия устойчивости: N – расчётное продольное усилие, кН;  – коэффициент продольного изгиба; определяется по табл. 72* СНиП II-23-81* (или по графику ) в зависимости от максимальной гибкости стержня : lef– расчётная длина стержня, см; i – радиус инерции сечения, см. условная гибкость Чем больше гибкость , тем меньше коэффициент  и меньшую нагрузку может выдержать сжатый элемент.

• 
  Слайд 3

  Условие равноустойчивости

  2 Для обеспечения рационального расхода материала необходимо соблюдать условие равноустойчивости, которое выражается в форме равенства гибкостей относительно возможных осей потери устойчивости: Потеря устойчивости происходит относительно оси с наибольшей гибкостью, при этом стержень искривляется в направлении, перпендикулярном этой оси. N lef,y N x x y y констр. сх. расч. сх. При выполнении условия равноустойчивости стержень колонны будет оказывать одинаковое сопротивление потере устойчивости в обоих возможных направлениях. Если условие не выполняется, создаются избыточные запасы устойчивости.

• 
  Слайд 4

  Эффективность различных типов сечений

  3 Если расчётные длины центрально-сжатой колонны равны (lx= ly), то наиболее эффективным для неё является сечение с наибольшим радиусом инерции (imax), одинаковым по всем направлениям (ix= iy). Из сплошных сечений указанным требованиям в наибольшей степени отвечает кольцевое сечение. На втором месте – крестовое сечение. Двутавровое сечение будет соответствовать условию равноустойчивости, если b = 2h. В обычном двутавре (b = h/2) и «колонном» двутавре (b  h) потеря устойчивости произойдёт относительно оси у. В сквозных колоннах условие равноустойчивости обеспечивается за счёт изменения расстояния между ветвями. Это позволяет повысить радиус инерции сечения при сохранении той же площади. ix = 0,43 h iy = 0,24 b ix = iy= 0,29 h ix = iy= 0,35 dср

• 
  Слайд 5

  Влияние прочности стали на устойчивость колонн

  4 Как влияет изменение марки стали на сопротивление колонн потере устойчивости? Практически никак, потому что критическое усилие потери устойчивости стержня Fcr (1) и критические напряжения (2) не зависят от его прочности. Если повышение прочности стали не повышает сопротивление колонн потере устойчивости, то почему же коэффициент  зависит от расчётного сопротивления Ry и повышается с его увеличением? Потому что коэффициент выражает снижение критического напряженияcr по отношению к расчётному сопротивлению сталиRy. Первоначально проверка устойчивости записывалась в виде (3), однако для единообразия расчётных зависимостей было предложено выражатьcr через и поправочный коэффициент  (4), и условие устойчивости приобрело вид (5). (1) (2) (3) (4) (5)

• 
  Слайд 6

  Общая схема подбора и проверки сечения сплошных и сквозных колонн

  5 Задаём оптимальную гибкость: для сплошных сечений opt = 50…100; для сквозных сечений opt = 40…90. Находим коэффициент  по табл. 72* СНиП II-23-81* Подбираем по сортаменту прокатной профиль или осуществляем компоновку составного сечения Определяем требуемые характеристики сечения: Находим фактические гибкости относительно возможных осей потери устойчивости: Находим коэффициент  по табл. 72* СНиП II-23-81* Осуществляем проверку устойчивости: Чем больше нагрузка N, тем мощнее должно быть сечение, и поэтому меньше назначается оптимальная гибкость opt.

• 
  Слайд 7

  Компоновка сечения сплошных колонн

  6 Прокатное сечение. Подбираем по сортаменту «колонный» широкополочный двутавр (тип К) по параметрам Aи iy. Составное сечение. Ширину сечения b находим из условия обеспечения требуемого радиуса инерции сечения iy: Высоту сечения h принимаем из конструктивных соображений, а толщину стенкиtw и полокtf – из условий обеспечения требуемой площади А и местной устойчивости. ix = 0,43 h iy = 0,24 b Определяющей будет проверка устойчивости относительно оси у.

• 
  Слайд 8

  Компоновка сечения сквозных колонн

  7 Подбор профиля производится из условия устойчивости относительно материальной оси х-х. Подбираем по сортаменту подходящий профиль по параметрам Aи iy. Расстояние между узлами решётки назначается из условия устойчивости ветви относительно собственной оси у1-у1: где1– оптимальная гибкость ветви (для решётки из планок не более 30, для раскосной решётки не более 80). Ширина сечения bопределяется из условия равноустойчивости стержня колонны относительно осей х-х и у-у: ix = 0,38 h iy = 0,44 b Определяющей будет проверка устойчивости относительно оси с наибольшей гибкостью. Материальная ось Собственная ось ветви Свободная ось y1 y1

• 
  Слайд 9

  Потеря устойчивости сквозных колонн

  8 (3) – потеря устойчивости относительно свободной оси (1) – потеря устойчивости относительно материальной оси (2) – потеря устойчивости ветви на участке между узлами решётки lef,x lef,y lef,y1 Соответственно выполняются три проверки устойчивости.

• 
  Слайд 10

  Особенность проверки устойчивости сквозных колонн

  9 для решетки из планок для раскосной решётки В сквозной колонне из-за деформативности решётки гибкость относительно свободной оси будет больше, чем у аналогичной сплошной колонны при тех же lef,yи iy. Поэтому в расчёте используется приведённая гибкость ef,y, определяемая по формулам табл. 7 СНиП в зависимости от типа решётки. y – физическая гибкость стержня условно-сплошного сечения; 1 – гибкость ветви на участке между узлами решётки; A – площадь сечения;Ad – площадь сечения раскосов;  - коэффициент. Условие равноустойчивости принимает вид: