Приложение с

(справочное)

Составные колонны

С.1  Общая часть

С.1.1 Предпосылки

(1) Применяются следующие условия:

— колонны шарнирно закреплены в нижнем сечении и свободно оперты в верхнем;

— ветви колонн не имеют стыков по длине;

— осевая сила F_c действует на геометрический центр тяжести (см. С.2.3).

С.1.2 Несущая способность

(1) Для определения деформации колонн в у-направлении (см. рисунки С.1 и С.3) несущая способность определяется как сумма несущих способностей отдельных элементов.

(2) Для установления деформации колонн в z-направлении (см. рисунки С.1 и С.3) необходимо убедиться, что

, (С.1)

где  , (C.2)

A_tot  — общая площадь поперечного сечения;

k_c — определяется в соответствии с 6.3.2, но с учетом гибкости _ef, которая определяется в соответствии с С.2 – С.4.

С.2 Механически стыкуемые колонны

С.2.1 Определение гибкости

(1) Гибкость берется как:

, (С.3)

где (C.4)

и (ei)_ef определяется в соответствии с приложением В.

С.2.2 нагрузки на соединения

(1) Нагрузка на соединение определяется в соответствии с приложением В, где

(C.5)

С.2.3 колонны, работающие на сжатие с изгибом

(1) В случаях, когда малые изгибающие моменты действуют совместно с осевой нагрузкой, применяется 6.3.2(3).

С.3  Составные колонны с прокладками или с боковыми накладками

С.3.1 Предпосылки

(1) Рассматриваются колонны (см. рисунок С.1), то есть составные колонны с прокладками или косынками. Ветви могут быть соединены гвоздями, либо приклеены или же прикреплены болтами, либо болтовыми соединениями.

(2) Применяются следующие предположения:

— поперечное сечение составлено из двух, трех или четырех идентичных ветвей;

— поперечные сечения являются симметричными в обоих направлениях;

— число незакрепленных шагов решетки как минимум три, то есть ветви как минимум присоединены к концам по третьим точкам;

— свободное расстояние между ветвями a составляет 3h — для колонны с прокладками и не больше 6h — для колонн с боковыми накладками, где h — ширина поперечного сечения ветви;

— узлы, прокладки и накладки запроектированы в соответствии с С.3.3;

— длина прокладки l₂ удовлетворяет условию l₂/a  1,5;

— имеется по крайне мере четыре гвоздя или два болтовых соединителя на каждой плоскости сдвига. Для гвоздевых соединений имеется как минимум четыре гвоздя в ряду по каждому концу в про­дольном направлении колонны;

— размеры накладок удовлетворяют условию l₂/a  2;

— колонны находятся под действием сосредоточенных осевых нагрузок.

(3) Для колонн с двумя ветвями A_tot и I_tot расчет производится как:

, (С.6)

(С.7)

(4) Для колонн с тремя ветвями A_tot и I_tot расчет производится как:

(C.8)

(С.9)

Рисунок С.1 — Пространственные колонны

С.3.2 осевая несущая способность

(1) Для прогиба колонны в у-направлении (см. рисунок С.1) несущая способность определяется как сумма несущих способностей отдельных элементов.

(2) Для прогиба колонны в z-направлении по С.1.2 применяется вместе с

, (С.10)

где  — гибкость колонн сплошного сечения с той же длиной, той же площадью (A_tot) и тем же моментом инерции (І_tot), то есть

(С.11)

₁  — гибкость ветвей, в формуле (С.10) должна быть 30:

(С.12)

n — количество ветвей;

 — коэффициент, приведенный в таблице С.1.

Таблица С.1 — Коэффициент 

	Прокладки			Накладки
	на клею	на гвоздях	на болтаха)	на клею	на гвоздях
Постоянное/длительное нагружение	1	4	3,5	3	6
Среднее/кратковременное нагружение	1	3	2,5	2	4,5
а) При наличии соединителей.

С.3.3 Нагрузка на фиксаторы, накладки типа косынок или прокладки

(1) Нагрузка на крепежные детали и накладки или прокладки приведена на рисунке С.2 при V_d в соответствии с С.2.2.

(2) Сдвигающие усилия на накладки или прокладки (см. рисунок С.2) рассчитываются как:

(С.13)

Рисунок С.2 — Распределение сдвигающих усилий и нагрузки на накладки или прокладки

С.4  Решетчатые колонны с соединениями на клею или на гвоздях

С.4.1 Предпосылки

(1) В этом разделе рассматриваются решетчатые колонны с раскосной или треугольной конфигурацией решетки или с узловыми соединениями на клею или гвоздях (см. рисунок С.3).

(2) Применяются следующие допущения:

— поперечное сечение симметрично относительно осей y и z. Решетка может быть треугольной, расположена в шахматном порядке по длине l₁/2, где l₁ — расстояние между узловыми точками;

— имеется три шага решетки;

— в конструкциях на гвоздях имеется по крайне мере четыре гвоздя по плоскости сдвига по каждой диагонали в каждой узловой точке, при этом концы закреплены при помощи связей;

— каждый конец закреплен;

— гибкость отдельного элемента решетки l₁  60;

— местной потери устойчивости не происходит в полках балки при соответствующей длине колонны l₁;

— количество гвоздей в стойках (раскосной фермы) больше, чем n  sin, где n — количество гвоздей в раскосах,  — угол наклона раскосов.

С.4.2 Несущая способность

(1) Для прогиба колонн из плоскости фермы (см. рисунок С.2) несущая способность принимается как сумма несущих способностей отдельных ветвей.

(2) Для прогиба колонн в плоскости фермы С.1.2 применяется наряду с

(С.14)

где _tot  — гибкость сплошной колонны с той же самой длиной, той же площадью и тем же моментом инерции, то есть

(C.15)

 — принимает значение, данное в (3) и (6).

(3) Для клееной фермы с треугольной решеткой

(С.16)

где (см. рисунок С.3)

e — эксцентриситет узлов;

A_f  — площадь ветви;

I_f — момент инерции поперечного сечения ветви;

l — длина колонны;

h — ширина колонны в осях.

(4) Для клееной раскосной фермы

(С.17)

(5) Для фермы с треугольной решеткой на гвоздях

(С.18)

где  n — количество гвоздей в раскосе. Если раскос состоит из двух или более элементов, n является суммой гвоздей (не количество гвоздей на плоскости сдвига);

Е_mean  — средняя величина модуля эластичности;

K_u — модуль скольжения гвоздя в предельном состоянии.

a)

l

b)

l₁

(1) — число гвоздей n; (2) — число гвоздей n; (3) — число гвоздей n  sin; (4) — число гвоздей n

Рисунок С.3 — Решетчатые колонны:

а — ферма с треугольной решеткой;

b — ферма раскосная

(6) Для раскосной фермы на гвоздях

(C.19)

где n — количество гвоздей в раскосе. Если раскос состоит из двух или более элементов, n является суммой гвоздей (не количество гвоздей на плоскости сдвига);

Е_mean  — средняя величина модуля эластичности;

K_u — модуль скольжения гвоздя в предельном состоянии.

С.4.3 сдвигающие усилия

(1) Для расчета следует применять С.2.2.