Центрально сжатые колонны

Стержень сплошной колонны образуется из одного или нескольких прокатных профилей или листов, соединяемых при помощи сварки или заклепок. Типы сечений сплошных колонн показаны на фигуре. Наиболее рациональным с точки зрения работы материала является трубчатое сечение, которое, однако, мало применяется на практике. Основным сечением сплошных центрально сжатых колонн является сварное двутавровое сечение, составленное из трех листов, хотя в нем и не соблюдается полностью условие равноустойчивости. Одиночный прокатный двутавр редко применяется в качестве сжатого элемента вследствие значительной разницы в моментах инерции J_x и J_у.

Рис.Сечения центрально сжатых сплошных колонн

Вопрос 43.

Конструкция центрально-сжатых колонн сквозного сечения.

В центрально сжатых колоннах нагрузки приложены либо непосредственно к центру сечения колонны, либо симметрично относительно оси стержня. При проектировании центрально сжатых колонн следует стремиться к равноустойчивости колонны, т. е. к тому, чтобы гибкости колонны относительно главных осей сечения были равны.

Центрально сжатые колонны

С тержень сквозной колонны состоит из двух или нескольких прокатных профилей, соединенных между собой в плоскостях полок планками или решетками.Основным преимуществом сквозных колонн является возможность соблюдения в них условия равноустойчивости. Сечение стержня сквозных колонн образуется обычно из двух швеллеров, расположенных полками внутрь сечения. Расположение швеллеров полками наружу при одних и тех же габаритных размерах сечения менее выгодно с точки зрения расхода материала и применяется только в клепаных колоннах из соображений удобства клепки. Сечение, составленное из двутавров, применяется только при значительных нагрузках, исключающих применение швеллеров. Сечение, составленное из четырех, уголков, применяется в сжатых элементах большой длины (мачтах, стрелах кранов и т. п.), требующих определенной жесткости в обоих направлениях.

Рис.Сквозная колонна с планками

Вопрос 44.

Формулы подбора сечения сплошных колонн.

П риступая к подбору сечения, вычисляют необходимую площадь сечения стержня по формуле:

Для этого предварительно задаются приближенным значением коэффициента продольного изгиба: φ = 0,75 / 0,85. Размеры сечения назначают, исходя из следующих соображений. Для поясов применяют листы толщиной δ = 8 / 40 мм, а для стенки — толщиной δ = 6 / 16 мм в зависимости от мощности колонны. Высота сечения колонны h в сооружениях обычного типа, т. е. при высоте колонн Н = 10 / 20 м, принимается не менее ((1/15) / (1/20)) H. Во избежание потери местной устойчивости (местного выпучивания) поясных листов от нормальных напряжений ширина неукрепленной выступающей части пояса не должна превышать 15 его толщин.

Вопрос 45.

Формулы подбора сечения сквозных колонн.

Как и в сплошных колоннах, подбор сечения стержня сквозной колонны начинают с определения необходимой площади сечения, исходя из расчетной нагрузки и расчетного сопротивления материала. Для этого предварительно задаются величиной коэффициента φ = 0,7 / 0,9. После этого определяют требуемую площадь сечения одной ветви по формуле

По найденной площади подбирают по сортаменту ближайший номер швеллера или двутавра и определяют его гибкость относительно материальной оси х — х. Затем по формуле

проверяют расчетное напряжение в колонне при выбранном сечении, исходя из гибкости относительно материальной

оси х — х.