Калькулятор для расчёта стоек (колонн) из стальных труб на прочность, устойчивость и гибкость

Калькулятор предназначен для расчёта центрально-нагруженных стоек (колонн) из стальных труб круглого, квадратного и прямоугольного сечения.

При проектировании строительных конструкций необходимо принимать схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом, а также его отдельных элементов при монтаже и эксплуатации. Поэтому стойку,находящуюся под действием сжимающей её нагрузки необходимо проверять:

  1. на прочность;
  2. устойчивость;
  3. допустимую гибкость.

Укажите форму поперечного сечения трубы


   Круглая                 Квадратная         Прямоугольная       
 Заделка-консоль      Заделка-заделка      Заделка-шарнир      Шарнир-шарнир
       Материал труб          Вид и назначение стоек (колонн) 
                                         
Если Вашего материала нет в таблице, но Вам известно рассчётное
сопротивление этого материала, ведите его значение в это поле (кг/см2):

Введите параметры для расчёта
Длина стойки L, м Размер D или A, мм Размер B, мм
Толщина S, мм Нагрузка P, кг

Логика расчета на прочность и устойчивость стоек (колонн) из стальных труб

Согласно Актуализированной редакция СНиП II-23-81 (CП16.13330,2011) расчет на прочность элементов из стали при центральном растяжении или сжатии силой P следует выполнять по формуле:

P / Fp * Ry * Yc <= 1, где:

  • P – действующая нагрузка,
  • Fp – плошадь поперечного сечения стойки,
  • Ry – расчётное сопротивление материала (стали стойки), выбирается по таблице В5 Приложения “В” того же СНиПа;
  • Yc – коэффициент условий работы по таблице 1 СНиПа (0.9-1.1).В соответствии с примечанием к этой таблице (пункт 5) в калькуляторе принято Yc=1.

Проверку на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой P следует выполнять по формуле:

P / Fi * Fp * Ry * Yc <= 1, где

Fi – коэффициент продольного изгиба центрально – сжатых элементов. Коэффициент Fi введён в расчёт в качестве компенсации возможности некоторой не прямолинейности стойки, недостаточной жесткости её крепления и неточности в приложении нагрузки относительно оси стойки.

Значение Fi зависит от марки стали и гибкости колонны и часто берётся из таблицы 72 СНиП II-23-81 1990г. Исходя из гибкости стойки и расчётного сопротивления выбранной стали сжатию, растяжению и изгибу. Это несколько упрощает и огрубляет расчёт, так как СНиП II-23-81* предусматривает специальные формулы для определения Fi.

Гибкость (Lambda) – некоторая величина, характеризующая свойства рассматриваемого стержня в зависимости от его длины и параметров поперечного сечения, в частности радиуса инерции: Lambda = Lr / i;

  1. здесь Lr – расчётная длина стержня,
  2. i – радиус инерции поперечного сечения стержня (стойки,колонны).

Радиус инерции сечения i равен корню квадратному из выражения I / Fp, где I – момент инерции сечения, Fp – его площадь.

Lr (расчётная длина) определяется как MuL;

здесь L – длина стойки, а Mu – коэфф., зависящий от схемы её крепления:

  1. “заделка-консоль”(свободный конец)-Mu=2;
  2. “заделка-заделка”-Mu=0.5;
  3. заделка-шарнир”-Mu=0.7;
  4. “шарнир-шарнир”-Mu=1.

Следует иметь ввиду,что при наличии у формы поперечного сечения 2-ух радиусов инерции (например, у прямоугольника), при расчёте Lambda используется меньший. Кроме того,сама Lambda (гибкость стойки), рассчитанная по формуле Lambda = Lr / i не должна превышать 220-ти в соответствии с табл. 19.СНиП II-23-81*; там же содержатся ограничения на предельную гибкость центрально-сжатых стержней.

Для их использования необходимо сделать выбор в таблице калькулятора “Вид, назначение стоек…”. Предельная гибкость стоек, кроме их геометрических параметров, зависит также от коэфф. продольного изгиба (Fi), действующей нагрузки(P), расчётного сопротивления материала стойки (Ry) и условий её работы (Yc).

Записи по теме:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Это интересно