Цель. Научиться подбирать сечение стальной колонны, проверять устойчивость принятого сечения, конструировать узлы.
Литература.
1. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*.
2. ГОСТ 26020-83. Сортамент стальных двутавров с параллельными гранями полок.
3. В.И. Сетков. Строительные конструкции. - М.: ИНФРА-М, 2013г.-446 с
ЗАДАЧА 3.
Подобрать сечение стальной колонны из двутавра с параллельными гранями полок;
Дано: марка стали; тип двутавра: К - колонный или Ш - широкополочный; расчетная схема колонны; сетка колонн - ℓ*а, м; высота этажа Нэт,м; постоянная и временная нагрузка – qn и pn, кПа; коэффициенты надежности по нагрузке – γf1 и γf2 (табл. А-2).
Методические указания
1. Определить полную расчетную нагрузку на колонну с грузовой площади, равной произведению пролета на шаг:
N=(qn·γf1+ pn·γf2)·ℓ·а, кН →МН.
2. По таблице табл. Е-1 определить расчетное сопротивление стали по пределу текучести Ry, МПа. При этом толщину фасона принять предварительно t = 2…20мм. По табл. Е-2 принять коэффициент условия работы γс . Модуль упругости стали Е= 2,06·105МПа.
3. Принять предварительно коэффициент продольного изгиба
φ = 0,5…0,7.
4. Из условия устойчивости определить требуемую площадь сечения: 
, м2 → см2.
5. По требуемой площади сечения Атр по сортаменту широкополочных или колонных двутавров (табл. И-2) принять с запасом номер профиля и выписать размеры и площадь принятого сечения и минимальный радиус инерции: А, см2→ м2; imin, см.
6. Расчетная длина колонны определяется по формуле: ℓef=μ·ℓ, где ℓ= Нэт+0,15м. Коэффициент расчётной длины колонн μ зависит от условий закрепления их концов и определяется по рис 1:
Рисунок 1
Коэффициенты расчётной длины стальных колонн
7. Определить гибкость принятого сечения колонны: 
и условную гибкость: 
. Если 
, то коэффициент продольного изгиба φ = 1.
8. Если условная гибкость 
, коэффициент продольного изгиба φ определить по таблице К-1 настоящего пособия для типа сечения b (рис2).
9. Определить предельную гибкость колонны, она равна 
для этого вычислить коэффициент
;.
10. Сравнить: 
, сделать вывод. Если условие не выполняется, следует увеличить размеры сечения и сделать перерасчет с п. 5.
11. Проверить устойчивость принятого сечения колонны по формуле: 
, сделать вывод. Если устойчивость не обеспечена, следует увеличить сечение и сделать перерасчет с п. 5.
ТЕМА: ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Цель. Научиться подбирать сечение деревянной стойки, проверять прочность и устойчивость принятого сечения.
Литература.
1. СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II -25-80.
2. ГОСТ 24454-80*Е. Рекомендуемый сортамент пиломатериалов.
3. В.И. Сетков. Строительные конструкции. - М.: ИНФРА-М, 2013г.- 446 с.
ЗАДАЧА 4.
Подобрать сечение сжатой стойки из бревна или бруса.
Дано: расчетная схема стойки; расчетное усилие N, кН; длина стойки ℓ,м; тип сечения - бревно или брус; порода древесины; условия эксплуатации (табл. А-3).
Методические указания
1. Определить расчетное сопротивление древесины сжатию Rстб, МПа по табл. табл. Е-4 для сосны и ели 2 сорта. Для бруса задаются размерами сечения, например, b=11…13см. Для других пород древесины, кроме сосны и ели, следует определить коэффициент перехода mп по табл. Е-3. В зависимости от условий эксплуатации определить коэффициент условия работы mв по табл. Е-5. С учетом всех коэффициентов расчетное сопротивление древесины будет равно: Rс= Rстб· mп· mв, МПа 
→кПа
2. Подбор сечения. Предварительно задаются коэффициентом продольного изгиба φ =0,5…0,7 и определяют требуемую площадь и размеры сечения из условия устойчивости: 
,м2 →см2; Например, 
;
| для бруса:
 , см,
| 
| для бревна  , см.
|
 ;
Размеры сечения бруса следует округлить до ближайшего значения по сортаменту (табл. И-3). Примем b = h=12,5см;
| 
Диаметр бревна следует округлить в сторону увеличения кратно 2см при d=14…26см и кратно 1см при d≤13см
|
| Можно округлить диаметр в меньшую сторону и учесть явление сбега – 0,8см на 1м длины. Например, при ℓ=4м диаметр бревна в расчетном сечении равен:
|
3. Проверка принятого сечения. Если размеры сечения бруса отличаются от ранее принятых b=11…13см, следует уточнить расчетное сопротивление древесины Rc по таблице Е-4. Далее определяется площадь принятого сечения: F=b·h,см2 →м2 – для бруса; 
- для бревна. Расчетная длина стойки: ℓ0= μ0·ℓ, м →см. Коэффициент приведения μ0 определяется согласно (рис.3).
Рис.3. Расчетные схемы стоек
4. Радиус инерции сечения: i=0,29b, см - для бруса, где b- меньший размер сечения, i=0,25d – для бревна.
5. Определить гибкость стойки и сравнить с предельно допустимой величиной: 
, где λ макс=120- для основных элементов, λ макс =150- для второстепенных. Если условие не выполняется и сечение не удовлетворяет условию гибкости, следует увеличить размеры сечения и пересчитать.
6. Определить коэффициент продольного изгиба по формуле:
Если λ ≤70, то 
, где а=0,8.
Если λ> 70, то 
, где А=3000.
7. Устойчивость стойки проверяем по формуле: 
, кПа →МПа, где Fрас=F; здесь Rc – с учетом коэффициентов mn и mв . Сделать вывод. Если условие не выполняется, следует увеличить размеры сечения и пересчитать с п. 3.