Конструювання колон

Зсувальні зусилля між стінкою і поличками незначні, оскільки перерізуюча сила і якщо виникає, то виникає від випадкових впливів. Тому поясні шви приймаються конструктивно найменшими з умови зварювання.

Стінку колони при необхідно підкріплювати поперечними ребрами, розміщеними на відстаніодне від одного. На кожному елементі повинно бути не менш 2 ребер. Розміри ребер визначаються як і для ребер жорсткості балок.

Найбільша гнучкість для колон становить (табл. 19 сНиП):

, де , але не менш 0,5.

Якщо не забезпечена місцева стійкість стінки, то можливе використання поздовжнього двостороннього ребра, що слід враховувати при визначенні геометричних характеристик перерізу. Поздовжнє ребро поділяє стінку на дві пластини.

Іноді, якщо не забезпечується місцева стійкість поличок (внаслідок їх значної ширини), треба використовувати обрамляючи ребра, які також слід враховувати при визначенні геометричних характеристик перерізу.

Рис. 6.5. Використовування обрамляючих ребер

6.2. Наскрізні колони

Стержень наскрізної колони складається з окремих гілок, з’єднаних між собою за допомогою планок чи граток. Використовують при навантаженні до 5000 кН.

Рис. 6.6. Типи перерізів наскрізних колон

Спільна робота окремих гілок перерізу забезпечується гратками чи планками.

Схема граток найчастіше трикутна чи трикутна з проміжними стійками. Використовують і безрозкісне рішення у вигляді планок. З’єднання з допомогою граток має більшу жорсткість. Розкісні гратки вигідніші при відстані між планками колони b≥800 – 1000 мм.

Рис. 6.7. Наскрізна колона з планками; передбачення діафрагм

Для підвищення жорсткості колон на скручування і збереження незмінності контуру у наскрізних колонах передбачають діафрагми через 3…4 м по висоті, але не менш двох на колону. Відносно матеріальної осі х – х переріз розглядають як суцільний.

Підбір перерізу наскрізної колони починають з умови забезпечення стійкості відносно матеріальної осі  .

		ХХ ‑ матеріальна вісь; YY ‑ вільна вісь
Рис. 6.8. Загальний вигляд типів наскрізних колон

Для наскрізних колон з розрахунковим навантаженням до 1500 кг та довжиною 57 м приймається λ = 9060. Для N = 25003000 кг ‑ λ = 6040.

Завдяки раціональному розподілу матеріалу гнучкість менша, ніж у суцільних колон:

.

Відстань між гілками визначається з умови рівної стійкості стержня колони відносно обох осей:

.

Планки	Гратка
, де – гнучкість окремої гілки на довжинівідносно осі у – у; –гнучкість усього стержня відносно осі у – у, –приведена гнучкість; . Якщо , необхідно користуватися табл. 7 СНиП;– планки,– гілки	, де – площа перерізу всього стержня;– площа перерізу одного розкосу;;
	Рис. 6.9. Схема гратки наскрізної колони

; ;.

–відстань між планками

Знаходять ;;

.

Поперечна сила у центрово-стиснутих елементах відсутня. Розрахунок граток і планок виконують на дію умовної поперечної сили.

,

де – поздовжнє зусилля у стержні;– коефіцієнт поздовжнього згину стержня в площині планок чи граток.

	210	260	290	380	440	530
	0,2А	0,3А	0,4А	0,5А	0,6А	0,7А	А (см2)

Умовна поперечна сила враховує випадкові силові впливи, які виникають під час виготовлення , монтажу та експлуатації, а також випадкові ексцентриситети прикладення осьової сили та кривоволінійності осі колони.

Значення розподіляють порівну між планками чи гратками кожної грані.

Зусилля, що діє в системі планок та граток.

.

Зусилля у розкосі граток		Зусилля у планках Розрахункова схема – рама зі стержнями, защемленими у вузлах
	, де – найменший радіус інерції;		Fs – перерізуюча сила у планці
Рис. 6.10. До розрахунку зусиль у розкосі		Рис. 6.11. До розрахунку зусиль у планках
. Потрібна площа розкосу , де– для кутників, що кріпляться однією поличкою;обчислюють при граничному значенні. Шви кріплення кутників граток розраховують на зусилля. Треба приймати└ 40х5, не менш!		З умов рівноваги: ; . Міцність перерізу планки перевіряють на дію і

		Шви кріплення планок розраховують на зусилля ,. Площа перерізу та момент опору зварних швів: ; . Напруження у шві  ;. Рівнодіюча напружень  .
	Рис. 6.12. Розрахунок прикріплення планок