korobeinikov-04 / Лекция 7МК
.docЛекция 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:
-
постоянные по высоте – в зданиях бескрановых, с подвесными кранами, с мостовыми кранами грузоподъёмностью до 15 т.
-
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:
-
Стальные (основное применение);
-
Из алюминиевых сплавов – нерациональны из-за низкого Е, следовательно, плохой работы на продольный изгиб. Применяются для центрально сжатых колонн в конструкциях из алюминиевых сплавов;
-
Трубобетонные.
Выбор типа сечения колонн определяется величиной нагрузки, условиями эксплуатации, возможностью изготовления, наличия сортамента.
Сквозные колонны: из 2-х [ Nmax=2700÷3500 кН
из 2-х I Nmax=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.
-
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 Ry и гибкости стержня λ.
, (7.6)
- предельная гибкость для данного элемента конструкции (табл.19, СНиП II-23-81*).