Лекция 7

ЦЕНТРАЛЬНО СЖАТЫЕ КОЛОННЫ

1. Общая характеристика

Колонны служат для поддержания конструкций, перекрывающих пролёты (балки, фермы и др.) и передают нагрузки от них на фундаменты.

Рис. 7.1. а) Основные элементы колонны: 1 – оголовок (капитель); 2 – стержень; 3 – база

б) Постоянные по высоте колонны; в) Ступенчатые колонны.

Колонны:

0. постоянные по высоте – в зданиях бескрановых, с подвесными кранами, с мостовыми кранами грузоподъёмностью до 15 т.

1. ступенчатые - при мостовых кранах грузоподъемностью > 15 т.

Преимущества сквозных колонн перед сплошными:

Назначая соответствующие расстояния между ветвями (b и h), можно получить равноустойчивую колонну относительно главных осей x-x и y-y:

v=b или h

Более эффективное использование материала, меньший вес.

Недостаток: более сложное изготовление.

По материалу различают колонны:

0. Стальные (основное применение);

1. Из алюминиевых сплавов – нерациональны из-за низкого Е, следовательно, плохой работы на продольный изгиб. Применяются для центрально сжатых колонн в конструкциях из алюминиевых сплавов;

2. Трубобетонные.

Выбор типа сечения колонн определяется величиной нагрузки, условиями эксплуатации, возможностью изготовления, наличия сортамента.

Сквозные колонны: из 2-х [ N_max=2700÷3500 кН

из 2-х I N_max=5500÷5600 кН

При больших нагрузках сквозные колонны нерациональны – сложны в изготовлении, применяются сплошные колонны.

Трубобетонные колонны эффективны при больших N, при эксплуатации на открытом воздухе и в агрессивной среде.

Колонны из алюминиевых сплавов – сквозные для получения большей жёсткости.

2. Предельные состояния и расчёт центрально сжатых стержней

А. Расчёт на устойчивость

; (7.1)

A – площадь брутто;

; (7.2)

– расчётная длина; (7.3)

μ – коэффициент приведённой длины, зависящий от способа

закрепления концов стержня.

Проверка устойчивости при действии силы, приложенной строго по оси стержня:

. (7.4)

Проверка устойчивости стержней, сжатых осевой силой, сводится к сравнению напряжений, полученных от расчётных нагрузок и равномерно распределённых по сечению, с критическими , вычисленными с учётом начальных эксцентриситетов:

, или , (7.5)

– коэффициент продольного изгиба;

- различен для сталей разных марок.

Физический смысл гибкости: является функцией соотношения изгибных и нормальных деформаций в момент потери устойчивости.

Численные значения коэффициента φ приводятся в табл.72 СНиП II-23-81^* в зависимости от расчётного сопротивления стали по пределу текучести R_y и гибкости стержня λ.

, (7.6)

- предельная гибкость для данного элемента конструкции (табл.19, СНиП II-23-81^*).

4

Лекция 7МК ПГС