2. Компоновка каркаса производственного здания

5.3 Расчет верхней части ступенчатой колонны
5.3.1 Подбор сечения верхней части колонны
Сечения верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высоты см.
Определяем требуемую площадь сечения, для чего принимаем:
см;
см.
Условная гибкость стержня:
, (5.5)
,
где МПа для листового проката толщиной 2-20мм из стали С255.
Относительный эксцентриситет:
, (5.6)
где -приближенное значение ядрового расстояния относительно оси х.
.
Примем отношение , тогда коэффициент влияния формы сечение . Приведенный относительный эксцентриситет
.
при и принимаем . Определяем по формуле (5.7):
, (5.7)


см².

Предварительно толщину полок принимаем мм. Тогда высота стенки будет равна см. Проверяем условие местной устойчивости при изгибе колонны в плоскости действия момента :

, (5.8)
где ,


см.
Принимаем см, т.к. сечение с толстой стенкой считается неэкономичным, следовательно, включаем в расчётную площадь сечения колонны два простых участка стенки, примыкающих к полке:


(5.9)
где (5.10)
(5.11)
см.
Так как толщина стенки t_w не отвечает условию (5.8), то в дальнейших расчётах вместо h_w следует принимать h_red, а вместо A – A_red.Тогда требуемая площадь полки
(5.12)

Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента ширина полки:
(5.13)

Исходя из условия (5.13) назначаем b_f=25см;t_f=1,2см и A_f = 30 см².
Из условия местной устойчивости полки:
, (5.14)
см
Вычисляем геометрические характеристики сечения. Полная площадь сечения
, (5.15)
см².
Расчетная площадь сечения с учетом только устойчивости части стенки:
(5.16)

, (5.17)
см⁴.
, (5.18)
см .
, (5.19)
см³.
, (5.20)
см.
, (5.21)
см.
, (5.22)
см.