6.4. Наскрізні центрально стиснуті колони

Рис. 6.6. Основні типи перерізів наскрізних колон

Стержень наскрізної колони складається з окремих поздовжніх елементів – віток, з'єднаних між собою по довжині колони з'єднувальними елементами (планками або решітками). Перерізи віток приймають, як правило, з фасонного прокату: швелерів, двотаврів, кутиків або круглих труб. Основні типи перерізів наведені на рис. 6.6.

Для всіх типів перерізів існують стійкі співвідношення i_x = α_xh, i_y = α_yb (α_x і α_y – коефіцієнти форми перерізу), які також наведені на рис. 6.6.

Відстань між вітками, тобто ширина перерізу колони b, встановлюється з умови рівностійкості. Між вітками залишають щілину шириною 100…150 мм для можливості огляду і фарбування внутрішніх поверхонь стержня колони.

Центральна вісь, яка перетинає матеріал перерізу віток, називається матеріальною (вісь х-х на рис. 6.6, а, б, в). Вісь, яка не перетинає матеріал перерізу віток, називається вільною (вісь у-у на рис. 6.6, а, б, в). На рис. 6.6, г обидві центральні осі є вільними. Наявність хоча б однієї вільної осі є обов’язковою ознакою наскрізних перерізів.

Проведемо короткий аналіз типів перерізів. Перерізи наскрізних колон, як правило, складаються з двох швелерів, розміщених полицями всередину перерізу (рис. 6.6,а), оскільки в цьому випадку з'єднувальні елементи отримуються найменшої ширини і найкраще використовується габарит колони. Розміщення швелерів полицями назовні (рис. 6.6,б) при одних і тих же габаритних розмірах перерізу менш вигідне з точки зору витрат сталі, і такий переріз використовується рідко. При значних навантаженнях площі перерізу швелерів не вистачає, оскільки вони обмежені сортаментом, і доводиться переходити на двотаври (рис 6.6,в). В практиці зустрічаються стержні великої довжини, в яких діють невеликі навантаження, але для забезпечення необхідної жорсткості вони повинні мати розвинутий переріз. В цьому випадку їх раціонально проектувати з чотирьох кутиків, з'єднаних в чотирьох площинах з'єднувальними елементами (рис. 6.6,г), але трудомісткість їх виготовлення більша за аналогічну з двох віток. Використовуються такі стержні для стріл під’ємно-транспортного устаткування, щогл та інших подібних конструкцій. При трубчатому перерізі віток можливі тригранні стержні (рис. 6.6,д), які достатньо жорсткі та економічні за витратами сталі.

З’єднувальні елементи забезпечують спільну роботу віток стержня та істотно впливають на стійкість окремих віток та колони в цілому. З’єднувальними елементами бувають (рис. 6.7): 1) планки; 2) трикутні решітки; 3) трикутні решітки з додатковими розпірками.

Осі решітки центрують на зовнішні грані віток. З’єднувальні елементи у вигляді планок називають безрозкісною решіткою. Трикутну решітку називають розкісною (розкісною з додатковими розпірками).

3)

р

Рис. 6.7. Типи з’єднувальних елементів наскрізних колон:

1 – планки; 2 – трикутна решітка; 3 – трикутна решітка з додатковими розпірками