3.1. Основні розрахункові формули
Аналіз результатів статистичних розрахунків стійки, зведених в таблицю 4, показує, що стійка є в площині ферми внецентренно стисненим стрижнем складеного перерізу. Такі стрижні розраховують за формулою [5]:
,де
-вигинає момент від дії поперечних і поздовжніх навантажень, що визначається за деформованою схемою. Цей момент рекомендується визначати за формулою: ,де
- коефіцієнт, що змінюється від 1 до 0, що враховує додатковий момент від поздовжньої сили внаслідок прогину елемента, що визначається за формулою: .При цьому стискають поздовжні сили Nначінают діяти з ексцентриситетом, равнимf, і виникає додатковий моментM = N · f. Цей додатковий момент і враховується коефіцієнтом
, який залежить від поздовжньої сілиN, наведеної гнучкостіпр. розрахункового опору сжатіюRc і площі перетину АБР.Розрахунковий момент опору складеного перерізу Wрасч визначається як:
,
де Wнт - момент опору перерізу стійки з урахуванням ослаблення, kw - коефіцієнт для розрахунку складових елементів, що згинаються на піддатливих зв'язках.
Для стійки, що розглядається докладно в цьому посібнику (рис. 3.1.) І складається в поперечному перерізі з двох брусів, з'єднаних болтами, значення коефіцієнта kw наведені в таблиці 5.
Мал. 3.1. конструкція стійки
Визначення розрахункової довжини стійки дано нижче. Для визначення Wнт і Ант слід врахувати ослаблення від болтових отворів (рис. 3.1.), Тобто матимемо:
,
де d- діаметр болтів, m- кількість болтів у кожному ряду;
.Величина Jнт обчислюється за формулою:
.
Позначення дані на рис. 3.1.
У площині стіни стійка працює тільки на стиск, тобто як центрально стислий стрижень. Однак в цій площині гнучкість стійки зазвичай дуже мала, так як стійка скріплена багатьма часто розташованими обвязками, що складають основу конструкції стіни будівлі. Тому розрахунок стійки в площині стіни можна не проводити.
Відзначимо, що розрахунок стійки слід проводить на ту пару розрахункових зусиль (момент і поздовжнє сила см. П.2.3.), Яка повідомить поперечним перерізом стійки найбільше стискуюче напруга.
3.2. Наведена гнучкість стійки
наведена гнучкість
пр є одним з головних параметрів, що характеризують стійку і визначають її міцність. Значення наведеної гнучкості обчислюється за формулою:.
тут
- гнучкість стійки щодо осіy, обчислена без урахування пружної піддатливості зв'язків: ;де
- розрахункова довжина стійки. Так як стійка являє собою стрижень, один кінець якого жорстко затиснений, а інший вільний, то= 2,2, де- повна дійсна довжина стійки (рис. 3.1.);- радіус інерції перерізу стійки щодо осі у, , .Гнучкість окремої гілки стійки
на ділянці довжиною(Рис. 3.1.): ,,
, .Якщо виконана умова
7h1. то приймають= 0 і формула для отримання наведеної гнучкості суттєво спроститься: ,де
- коефіцієнт приведення гнучкості, .тут
- коефіцієнт піддатливості з'єднань, що визначається за таблицею 6;- розрахункова довжина стійки, м; bіh- розміри перетину (рис. 3.1.), см;= 2 - розрахункова кількість швів в конструкції за якими підсумовується взаємний зсув елементів ,;- розрахункова кількість зрізів зв'язків в одному шві на 1 пог. м елемента. Далі вважаємо, що все накопичуються в швах зсувні зусилля сприймаються тільки болтами, тому величина- може бути визначена за формулою: ,де
- кількість болтів (не рахуючи болтів в опорному вузлі стійки).Якщо необхідну кількість болтів велике, то їх можна поставити в два ряди або замінити окремі короткі накладки однією суцільною, що йде по всій довжині стійки.
підрахована
пр обов'язково повинно задовольняти умові: , ,де
-гнучкість окремої гілки на довжині, тобто .Якщо отримане значення
пр занадто велике, воно може бути знижено шляхом збільшення розмірів перетину, щоб зменшити, і збільшення числа зв'язків, щоб зменшити коефіцієнт. Другий шлях, як правило, менш ефективний.