Сплошные колонны.

Обычно сечение сплошных колонн проектируют в виде широкополочного двутавра, прокатного или сварного. Типы сечения сплошных колонн:

1) открытые

2) замкнутые

Чтобы колонна была равноустойчива, гибкость в плоскости X должна равняться гибкости в плоскости Y: .

Однако, в двутавровом сечении при это условие не выполняется, так как ; , то есть и .

Обычно прокатный двутавр не отвечает требованиям равноустойчивости и поэтому применяется редко. У широкополочного двутавра b ≈ h, что не удовлетворяет условию равноустойчивости, но дает вполне пригодное сечение. Сварные колоны, состоящие из трех листов, достаточно экономичные по затрате материала, так как могут иметь развитое сечение. Сварной двутавр является основным типом сечения сжатых колонн. Равноустойчивыми в двух направлениях, а также экономичными в изготовлении являются колонны крестового сечения. Рационально применять колонны трубчатого сечения.

Достоинства колонн замкнутого сечения: равноустойчивость, компактность, хороший внешний вид.

Недостатки: недоступность внутренней полосы для окраски.

Типы сквозных колонн.

Стержень сквозной центрально-сжатой колоны обычно состоит из двух ветвей, связанных между собой решетками. Ось пересекающейся ветви называется материальной, ось параллельной ветви называется свободной.

Решетки обеспечивают совместную работу ветвей стержня колонны и существенно влияют на устойчивость колоны в целом и её ветвей в частности.

Применение решетки разнообразных систем.

1) в виде планок

2) из раскосов

3) из раскосов и распорок.

В колоннах, нагруженных центральной силой, возможен изгиб от случайных эксцентриситетов. От изгиба возникает поперечная сила, воспринимаемая решеткой. Решетка препятствует сдвигу ветвей колонны относительно продольной оси. Треугольные решетки, состоящие из одних раскосов или треугольные с распорками, являются более жесткими, чем безраскосные, но такие колонны более трудоемки в изготовлении. Планки создают в плоскости грани колонны безраскосную систему с жесткими узлами и элементами, работающими на изгиб, поэтому безраскосная решетка оказывается менее жесткой. Если расстояние между ветвями значительно (0,8 - 1м), то элементы безраскосной решетки получаются тяжелыми, и предпочтение отдается раскосной решетке. Чтобы сохранить неизменность контура поперечного сечения ветви, колонны соединяют поперечными диафрагмами, которые ставят через 3 - 4 метра по высоте.

Подбор сечения сплошной колонны.

;

- требуемая площадь колонны.

φ - коэффициент продольного изгиба.

Чтобы его определить, зададимся гибкостью колонны: . Для колонны с расчетной нагрузкой от 1500 до 2500 кН и длиной 5 - 6 метров λ = 100 – 70, для колонн с нагрузкой от 2500 до 4000 кН λ =70 – 50. по гибкости находим φ.

,

, ,

h и b - высота и ширина сечения,

α₁, α₂ – находим по таблице 8.1. Беленя.

, .

Установив h и b, подбираем толщину полок и стенки, исходя из требуемой площади сечения и условий местной устойчивости, то есть требуется подобрать А_треб, h_треб, b_треб. меняя гибкость, находим φ_min по λ_max и проверяем напряжение:

.