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:
- На прочность;
- Устойчивость;
- Допустимую гибкость.
Для расчета предлагаем вам воспользоваться онлайн калькулятором, специально разработанным для нашего сайта!
Онлайн калькулятор для расчёта стойки (колонны) из стального проката
Логика онлайн расчета на прочность и устойчивость стойки из стального проката
Согласно Актуализированной редакция СНиП II-23-81 (CП16.13330, 2011) рассчитывая 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 — площадь поперечного сечения колонны.
- Ry — подсчетное сопротивление материала (стали колонны), 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 качестве компенсации возможности некоторой не прямолинейности колонны, 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 колонны и расчётного сопротивления выбранной стали сжатию, растяжению и изгибу.
Это несколько упрощает и огрубляет вычисления, 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 поперечн. сечения, в частности радиуса инерции:
Lambda = Lr / i
- здесь Lr — расчётная длина стержня,
- i — радиус инерции поперечного сечения стержня (колонны).
Радиус инерции сечения i равен корню квадратному из выражения I / Fp, где I — момент инерции, Fp — его площадь.
Lr (расчётная длина) определяется как Mu*L; здесь L — длина стойки, а Mu — коэфф., зависящий от схемы её крепления:
- «заделка-консоль»(свободный конец) — Mu=2;
- «заделка-заделка» — Mu = 0.5;
- заделка — шарнир» — Mu = 0.7;
- «шарнир — шарнир» — Mu = 1.
Следует иметь ввиду,что при наличии у формы поперечн. сечения 2-ух радиусов инерции (например, у прямоугольника), при вычислении Lambda используется меньший.
Кроме того, сама Lambda (гибкость колонны), рассчитанная по формуле Lambda = Lr / i не должна превышать 220-ти в соответствии с таблицей 19. СНиП II-23-81*; там же содержатся ограничения на предельную гибкость центрально — сжатых стержней.
Для их использования необходимо сделать выбор в таблице онлайн калькулятора «Вид, назначение стоек». Предельная гибкость стоек, кроме их геометрических параметров, зависит также от коэффициента продольного изгиба (Fi), действующей нагрузки (P), расчётного сопротивления материала стоики (Ry) и условий её работы (Yc).
Предельная гибкость, устойчивость и прочность стоек, кроме их геометрических параметров, зависит также от коэффициента продольного изгиба (Fi), действующей нагрузки (P), расчётного сопротивления материала стойки (Ry) и условий её работы (Yc).
Если возникнут трудности при расчетах онлайн калькулятором прочности и устойчивости, рекомендуем предварительно ознакомиться с инструкцией.
