4.5.2. Проверка устойчивости ветви

Проверка устойчивости каждой ветви выполняется в плоскости и из плоскости поперечной рамы как для центрально-сжатого стержня.

Проверка устойчивости ветви в плоскости рамы

Для проверки устойчивости ветви в плоскости соединительной решетки (в плоскости рамы) необходимо определить ее расчётную длину в этой плоскости в зависимости от принятой системы соединительных элементов. Расчетная длина ветви в плоскости рамы для двухветвевых колонн с решеткой принимается равной расстоянию между узлами крепления раскосов. Элементы решётки рекомендуется располагать под углом 45˚ к ветвям (рис. 4.12), тогда расчётная длина ветви в плоскости рамы:

(4.42)

где h₀ – расстояние между центрами тяжести ветвей (см. пп. 4.5.1).

При назначении расчетной длины следует учесть, что в решетчатых стержнях гибкость ветви на участке между узлами крепления раскосов не должна превышать 80. Отсюда следует, что максимальное расстояние между узлами решетки: l₁ ≤ 80i₁, где i₁ – радиус инерции ветви относительно собственной оси 1-1 (для прокатных сечений относительно оси у-у в сортаменте). Окончательно расчетную длину ветви l₁ принимаем кратно 50 мм.

Расстояние между узлами - длина панели l (рис. 4.12) решетки - должно быть одинаковым по всей высоте колонны. Допускается изменение размера панели в меньшую сторону только в нижней части колонны, которая примыкает к базе. Окончательно количество панелей назначают после расчета и конструирования оголовка и базы колонны.

Зная расчетную длину, определяют гибкость ветви в плоскости рамы:

(4.43)

В зависимости от значения λ₁ по прил. 27 определяют коэффициент продольного изгиба ветви φ.

Проверка устойчивости ветви в плоскости поперечной рамы:

(4.44)

Если запас устойчивости превышает 15 %, следует рассмотреть возможность назначения меньшего профиля. Если в неравенстве (4.44) имеет место значительное перенапряжение, следует принять больший профиль для сечения ветви, а в случае необходимости заменить швеллер на двутавр и проверку по условию (4.44) повторить. Допускаются отклонения от 45˚ угла наклона раскоса к ветви (в интервале от 30˚ до 60˚).

Проверка устойчивости ветви из плоскости рамы

Для проверки устойчивости отдельной ветви из плоскости поперечной рамы (относительно оси у-у ) определяют гибкость ветвей:

(4.45)

где l_{ef y} – расчетная длина ветви из плоскости рамы; при расчете ветви на устойчивость из плоскости рамы считают, что соединительная решетка и поперечные диафрагмы не имеют достаточной поперечной жесткости и не обеспечивают совместную работу ветвей. Поэтому расчетная длина ветви равна расстоянию между точками, закрепляющими колонну от смещения вдоль здания: l_{ef y} = H (см. п. 4.2);

i_y – радиус инерции ветви относительно оси у-у по сортаменту в зависимости от подобранного профиля, причем в сортаменте i_y соответствует радиусу инерции относительно оси х-х (прил. 32 или прил. 33).

Устойчивость ветви из плоскости поперечной рамы считается обеспеченной, если выполняется условие

(4.46)

где N_max – максимальное значение продольной силы, найденное по формуле (4.40); А₁ – площадь подобранного поперечного сечения ветви; φ_y – коэффициент продольного изгиба, который принимается по прил. 27 в зависимости от гибкости ветви λ_y при её выпучивании из плоскости рамы (относительно оси у-у).

Если условие (4.46) не выполняется, не меняя подобранное сечение, уменьшают расчётную длину ветвей в два раза постановкой распорок между колоннами из плоскости рамы (см. рис. 4.3) и проверяют устойчивость ветви по условию (4.46).