Расчетная схема колонны проведена на рисунке 17. Определяем фактическую длину колонны, учитывая, что база заглублена ниже отметки уровня пола на 600...800 мм (рисунок 17):
а) при поэтажной схеме сопряжения балок:
б) при схеме сопряжения в одном уровне:
где Hвн – отметка верха настила; hбн = 300 мм – высота балки настила из примера 1; tн = 10 мм – толщина настила из примера 1; h = 1760 мм – высота главной балки из примера 2; a = 20 мм – выступающая часть опорного ребра главной балки из примера 2.
а) б) в)
Рисунок 17 – Расчетная схема колонны (а); к определению
расчетной длины колонны при поэтажной схеме сопряжения
балок (б) и при схеме сопряжения в одном уровне(в)
Принимаем шарнирное сопряжение колонны с фундаментом и с главной балкой. Расчетная длина колонны в обеих плоскостях при шарнирном опирании стержня в верхнем и опорном узле равна:
Расчетная нагрузка на колонну:
где qp – расчетная нагрузка на главную балку из примера 2 (кН/м); 1,01 – коэффициент, учитывающий собственный вес колонны; L – пролет главной балки.
Задаемся гибкостью l = 40 и по таблице 72 [1] для стали С235 при Ry = 23 кН/см2 определяем j = 0,897. Определяем требуемую площадь сечения:
где gс = 1 и в дальнейшем при написании формул опускается.
Рисунок 18 – Сечение
сплошной колонны
Компонуем сечение из сварного двутавра (рисунок 18). Вычисляем требуемый радиус инерции относительно осей Х и У:
и определяем требуемую высоту сечения:
где aх – коэффициент, принимаемый по таблице 3.
Принимаем стенку по сортаменту hw = 380 мм. Толщину стенки предварительно назначаем tw = 12 мм. Тогда требуемая площадь одного пояса:
Таблица 3 – Коэффициенты для определения размеров сечения
колонн
Тип
сечения
0,43
0,38
0,39
0,24
0,44
0,52
Назначаем толщину пояса tf = 1,6 см, откуда требуемая ширина пояса:
Предварительно по сортаменту принимаем bf = 26 см. Определяем геометрические характеристики принятого сечения. Площадь:
Устойчивость колонны относительно оси У не обеспечена. Увеличиваем сечение полки и принимаем в соответствии с сортаменту bf = 36 см, tf = 1,8 см. Определяем геометрические характеристики сечения относительно осей Х и У(рисунок 18).
Гибкость стержня и коэффициенты продольного изгиба:
Проверяем устойчивость:
Общая устойчивость стержня обеспечена.
Проверяем местную устойчивость элементов принятого сечения:
Проверяем необходимость постановки поперечных ребер жесткости. В соответствии с п. 7.21* [1] стенки сплошных колонн следует укреплять поперечными ребрами жесткости при:
Фактическая гибкость стенки
Следовательно, поперечные ребра жесткости по расчету не нужны. Конструктивно ставим поперечные ребра жесткости через 3hw = 114см.