Центрально стислі колони
Центрально-стислі колони (рис. А) застосовуються для підтрим-жания міжповерхових перекриттів і покриттів будівель, в робочих пло-ках, шляхопроводах, естакадах і т. П.
Мал. Схеми центрально стиснутих стрижнів
Колони передають навантаження від вищерозміщених конструкції на фун-даментом і складаються з трьох частин:
оголовок, на який спирається вищерозміщена конструкція, нагрів-лишнього колону;
стрижень - основний конструктивний елемент, що передає навантаження від оголовка до бази; ;
база, що передає навантаження від стрижня на фундамент.
Колони і стислі стрижні бувають суцільними або наскрізними.
Зазвичай перетин суцільної колони проектують у вигляді шірокопо-молочного двутавра, прокатного або зварного, найбільш зручного в изго-ленні за допомогою автоматичного зварювання і дозволяє просто здійснювати примикання підтримуваних конструкцій. Різні типи перетинів суцільних колон показані на рис.
Щоб колона була рівностійкого, гнучкість її в площині осі х повинна дорівнювати гнучкості в площині осі у.
Прокатний двутавр внаслідок незначної ширини його полиць найменше відповідає вимозі рівностійкого і по-цьому застосовується рідко.
Мал. Типи перетинів суцільних колон
У прокатного широкополковий двутавра (рис. А) може бути b = h, що не задовольняє умові рівностійкого, але все ж дає перетин, цілком придатне для колон.
Зварні колони, що складаються з трьох аркушів (рис. Б), достатній-але економічні по витраті матеріалу, так як можуть мати розвитий перетин, що забезпечує колоні необхідну жорсткість. Зварений двутавр є основним типом перетину стиснутих колон.
Автоматичне зварювання забезпечує дешевий, індустріальний спо-соб виготовлення таких колон.
Рівностійкого в двох напрямках і також простими в изго-ленні є колони хрестового перерізу. При невеликих навантаженнях вони можуть складатися з двох куточків великого калібру (рис. В); з трьох аркушів зварюються важкі колони (рис. г).
Простими, але обмеженими по площі і менш економічними по витраті стали виходять колони з трьох прокатних профілів (рис. 8.2, е).
При заповненні сталевої труби бетоном виходить ефективна комплексна конструкція (трубобетонних), в якій труба є оболонкою, що стискує поперечні деформації укладеного всередині бетонного циліндра. У цих умовах роботи міцність бетону на сжа-тя значно збільшується, виключаються втрати місцевої стійко-сті труби і корозії внутрішньої її поверхні.
Труби можуть бути з маловуглецевої, і з низьколегованої сталі, бетон примі-няют високих марок - від 250 до 500 і вище.
Стрижень наскрізний центрально-стиснутої колони зазвичай складається з двох гілок (швелерів або двотаврів), пов'язаних між собою гратами (рис. А-в). Ось, що перетинає гілки, називається матері-альної; вісь, паралельна гілкам, називається вільною. Відстань між гілками встановлюється з умови рівностійкого стрижня.
Мал. Типи перетинів наскрізних колон
Швелери в зварних колонах вигідніше ставити полками всередину (рис. А), так як в цьому випадку грати виходять меншою ширина-ни і краще використовується габарит колони.
Більш потужні колони можуть мати гілки з прокатних або сварок-них двутавров (рис. В).
У наскрізних колонах з двох гілок необхідно забезпечувати зазор між полицями гілок (100-150 мм) для можливості забарвлення внут-ренних поверхонь.
Підбір перерізу суцільної колони
1. Поставивши типом перетину колон-ни, визначаємо необхідну площу перерізу за формулою
де N - розрахункове зусилля в колоні;
# 947; с - коефіцієнт умов роботи.
2. Для попереднього визначення коефіцієнта # 966 ;, за-даемся гнучкістю колони
де i - радіус інерції перерізу.
Для суцільних колон з розрахунковим навантаженням до 1500 - 2500 кН і довжиною 5 - 6 м можна задатися гнучкістю = 100 - 70, для більш мощ-них колон з навантаженням 2500 - 4000 кН гнучкість можна прийняти = 70 - 50.
3. Поставивши гнучкістю. і знайшовши відповідний коеффіці-ент # 966 ;, визначаємо в першому наближенні необхідну площу по фор-мулі (1) і необхідний радіус інерції, відповідний заданій гнучкості:
4. Необхідні генеральні розміри перетину ко-лонни:
де # 945; 1 # 945; 2 - коефіцієнти для визначення відповідних радіусів інерції (СНиП);
hтр і bтр - висота і ширина перетину.
5. Встановивши генеральні розміри перетину b і h, підбираємо товщі-ну поясних листів (полиць) і стінки з необхідної площі ко-лонни Атт і умов місцевої стійкості.
У першому наближенні зазвичай не вдається підібрати раціональне перетин, яке задовольняло б трьом умовам (Атт. Bтр. Hтр), так як при їх визначенні вихідна величина гнучкості була задана про-довільно. З'ясувавши невідповідність, зазначені величини коректують. Якщо задана гнучкість прийнята дуже великий, то виходить занадто-ком велика площа при порівняно малих розмірах b і h. Сле-послідовно, треба збільшити перетин, одночасно зменшивши площу Атт. т. е. зменшити прийняту гнучкість.
Якщо прийнята гнучкість надмірно мала, то виходить занадто мала площа при сильно розвиненому перетині, тоді Атт слід повели-чить, зменшивши розміри перетину.
6. відкоригувати значення A, b і h, проводять перевірку перетину:
Якщо потрібно, вносять ще одну поправку в розміри перетину, зазвичай останню.
Після остаточного підбору перетину виробляють його перевірку оп-ределенном фактичного напруги по формулі (5). При цьому ко-коефіцієнт беруть за дійсною найбільшої гнучкості, для ви-вання якої визначають фактичні моменти інерції і радіуси інерції прийнятого перерізу колони; .
При незначних зусиллях в колоні її перетин підбирають по граничної гнучкості = 120, встановленої СНиП, для чого визна-ділячи мінімально можливий радіус інерції і, встановивши по ньому найменші розміри перетину,; остаточно підбирають перетин з конструктивних міркувань виходячи з найменшої можливої товщини елементів (за умовами стійкості).