17. Дать определение понятию «колонна» и основные ее частей. Выбрать и назвать из представленных на рисунке форм поперечного сечения стальных колонн поперечные сечения сквозных стальных колонн.

Определить несущую способность основной стальной колонны общественного здания, выполненной из двутавра №40К4. Высота этажа здания l = 4,2 м. Материал сталь С345. Коэффициент условий работы γ_c=0,95.

г)

Рисунок 1 – Поперечные сечения колонн

ОТВЕТ

Колонной называют вертикальный стержень, воспринимаю­щий сжимающие усилия и передающий давление на нижележа­щие части сооружения или на фундамент. Колонны применяют для поддержки перекрытий и покрытий, стенового ограждения, а также конструкций инженерных сооружений — путепроводов, эстакад, бункеров, галерей и др.

В колонне различают три основные части: ого­ловок, на который опирается поддерживаемая конструкция, стержень, воспринимающий нагрузку, и базу, передающую давление колонны на фундамент или нижележащую конст­рукцию.

е

а)

– сквозное сечение из двух швеллеров; ж – сквозное сечение из четырех уголков.

Задача

Несущую способность колонны определяем из условия устойчивости:

R_y – расчетное сопротивления стали по пределу текучести определяем по таблице 51* R_y =315 МПа

По сортаменту прокатных профилей находим геометрические характеристики сечения двутавра № 40К4: А=308,60 см²; i_х=17,85см; i_у=10,10 см.

Определяем коэффициент продольного изгиба φ в зависимости от гибкости и расчетного сопротивления

Гибкость колонны:

;

μ – коэффициент учитывающий закрепление колонны μ=1

по таблице 72 определяем φ= 0,862 (по интерполяции)

Несущая способность колонны составляет 7960 кН.

д)

е)

ж)

ж)

18. Перечислить факторы, влияющие на прочность кладки при сжатии. Описать влияние на прочность кладки качества выполнения вертикальных швов.

Подобрать сечение центрально-сжатой колонны общественного здания, выполненной из кирпича силикатного М75 и раствора М50. Высота этажа Н= 4,2 м. Расчетное продольное сжимающее усилие с учетом коэффициента на­дежности по ответственности N = 710 кН. Проверить несущую способность колонны.

ОТВЕТ

На прочность кладки при сжатии влияет прочность камня и раствора, форма и размеры камней, наличие пустот, качество кладки, уход за ней и система перевязки.

Анализ работы каменной кладки при сжатии показал, что вертикальные швы практически не участвуют в работе из-за нарушения сцепления раствора с камнем вследствие его усадки в процессе твердения. Поэтому нагрузка на нижележащие слои кладки передается через горизонтальные швы. Причем передача нагрузки происходит неравномерно, так как и плотность, и жест­кость раствора по длине шва неодинаковы, да и опорные плос­кости камней имеют неровности. Неравномерность передачи на­грузки по отдельным точкам наиболее плотного соприкосновения раствора и камней вызывает в последних не только напряжения сжатия, но и изгиба и среза. При сжатии кладки появляются поперечные деформации в горизонтальных швах и камнях, вы­зывающие по плоскостям соприкосновения образование касатель­ных напряжений, приводящих к растяжению камней.

Задача

Площадь сечения центрально-сжатой колонны выражаем из условия прочности:

Задаемся .

Расчетное сопротивление кладки сжатию R=1,3МПа.

принимаем размер столба кратно размеру кирпича с учетом швов 770х770мм А=770²=592900мм²

Проверяем прочность принятого сечения столба.

так как b>30см

Определяем гибкость столба:

;

;

Упругая характеристика кладки

Коэффициент продольного изгиба

Окончательно принимаем сечение 770х770мм.