V.2.2 Надкрановая часть

Исходными данными для подбора сечений надкрановых частей являются:

- расчетные длины в двух главных направлениях - l_ох (в плоскости рамы), l_оу (из плоскости рамы)4

- расчетная комбинация усилий – N и М_х; данные по марке стали – R_y и условиям работы - g_с.

Обычно, и в КП, сечение принимается в виде составного сварного двутавра, т.е. по рис. 36, причем высота сечения h=В_в, а В_в=500 или 1000 (см. раздел 2.4).

Так как в расчетном плане мы имеем сплошной внецентронно-сжатый стержень, то порядок проектирования его сечения удобно свести к следующей последовательности:

1) компоновка сечения;

2) проверка сечения –

- на прочность или общую устойчивость в плоскости рамы (плоскости действия момента М_х),

- на общую устойчивость из плоскости рамы

3) проверка элементов сечения, т.те. поясов и стенки, на местную устойчивость.

Рассмотрим эти вопросы более подробно.

Компоновка сечения заключается в назначении всех размеров по рис. 36, кроме уже известного В_в. В среднем в_f=250…400, но так как l_оу известна, l_тру»80…90 – небольшая во избежание зыбкости колонны, а i_e»0.24в_f по (5, табл. 7.2), то для обеспечения требуемой гибкости получим

Для уточнения толщины элементов сечения можно воспользоваться приближенной формулой Ясинского, дающей требуемую площадь сечения,

и соотношениями, определяющими местную устойчивость элементов,

; ;

Учитывая предварительность этого этапа, можно и не определять А_тр, а назначить t_f и t_w только по пропорциям – при В_в=500 или принять t_f из пропорции t_w=6 (заведомо тонкая, неустойчивая стенка) – при В_в=1000.

Проверка сечения начинается с уточнения характеристик – А, J_x, J_y, W_x, i_x, i_y, а также вспомогательных величин:

- e=M_x/N – эксцентриситета приложения N

- m_x=eA/W_x – относительного эксцентриситета

- m_ef=hm_x – относительного приведенного эксцентриситета, где h - коэффициент влияния формы сечения определяется по по (1, табл. 73)

в зависимости от m_x (в (1) он обозначен ‘‘m’’) и условной гибкости

для пятого типа сечения. При m_ef£20, случай малого эксцентриситета, когда в сечении преобладают напряжения от сжимающей силы, проверки прочности не требуется и оно проверяется только на устойчивость в плоскости рамы по формуле:

(а)

где j_е – нек5ий аналог коэффициента продольного изгиба, определяемый дл сплошностенчатых стержней по (1, табл. 74) в зависимости от и m_ef. При m_ef>20, случай большого эксцентриситета, когда в сечении преобладают напряжения от изгибающего момента, проверки устойчивости не требуется и оно проверяется только на прочность в плоскости рамы:

при статических воздействиях и ограничениях по (1, п. 5.25) по формуле

(б)

учитывающей возможность частичного развития пластических деформаций, значения n, c_x, c_y даны в (1, прил.5);

при непосредственных динамических воздействиях (в том числе и в промышленных зданиях от мостовых или иных кранов) по формуле

(в)

Проверка сечения на общую устойчивость из плоскости рамы (по (1) – из плоскости действия момента при изгибе … в плоскости наибольшей жесткости) выполняется по некоторой аналогии с центрально сжатым по формуле

(г)

Здесь j_у=f(l,R_y) – коэффициент продольного изгиба, определяемый по (1, табл.72);

с – коэффициент, учитывающий наличие изгибающего момента М_х и вычисляемый согласно требованиям (1, п. 5.31).

Проверка элементов сечения на местную устойчивость произведения в соответствии с требованиями по (1, п.7.23) – для поясов и по (1, п.7.16) – для стенок. В последнем случае, т.е. для стенок, по найденному значению a находится норма предельной гибкости стенки, отвечающая характеру ее напряженного состояния:

однозначному – при преобладании сжатия (a£0,5), рис. 37а;

разнозначному – при преобладании изгиба (a³1), рис. 37б.

Рассмотрим варианты определения a по описанию (1, п.7.16) применительно к конкретным примерам по рис. 37.

Пример ‘‘а’’ – сжатие без изгиба. Должны получить a£0,5, а по СНиП имеем

Пример ‘‘б’’ – изгиб без сжатия. Должны получить a³1, а по СНиП имеем

В обоих случаях решения получены с точностью ‘‘до наоборот’’. Поэтому в КП (а, видимо, и на практике) значение a следует вычислять по формуле

Отличие от СНиП по форме только в знаке, в числителе (разность заменена суммой), а по значениям, как легко убедиться, все становится на свои места:

в ‘‘а’’

в ‘‘б’’

Замечание: рекомендации СНиП II-23-81 и СНиП II-23-81^* в п. 7.14 и далее включая по п. 7.20 отличаются друг от друга, что требует особого внимания при их практическом использовании.

Если фактическая гибкость свеса поясов превышает нормируемую, то необходимо и достаточно увеличить их толщину, доведя ее до нужного значения.

Если фактическая гибкость стенки превышает нормируемую, то можно:

1) увеличить толщину стенки – что экономически нередко невыгодно;

2) ввести продольное парное ребро и этим уменьшить расчетную ширину (высоту) стенки – при этом проверке, начиная с определения a, подлежит более сжатый ее участок;

3) допустить частичную потерю стенкой местной устойчивости, уточнив в формулах (а) и (г) площадь сечения с обеспеченной местной устойчивостью по (1, п.7.20).

Поиск по сайту: