Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Расчет металлической колонны

Типы колонн

Красота, эстетика и мощь такого элемент как колонна восхищала еще древних греков. За прошедшие тысячелетия изменились технологии, материалы, но колонна остается одним из главных элементов, который присутствует почти во всех зданиях. Колонна, также и как прежде, имеет три основных элемента, оголовок (капитель), стержень (фуст) и базу.

Определение 1

Оголовок – это та часть конструкции, на которую опираются вышележащие конструкции.

Сегодня колонны утратили ту декоративность и пышность, которой их наделяли ранее, осталась лишь функция и форма. Колонны изготавливаются из дерева, железобетона и металла и используются в каркасных зданиях и зданиях с неполным каркасом. Железобетонные колонны изготовляются непосредственно на площадке(монолитные) или в заводских условиях (сборные). Деревянные колонны используют в частном загородном строительстве и сельскохозяйственных зданиях. Металлические колонны в основном применяются в общественных и промышленных зданиях.

Рассмотрим основные типы колонн:

  • по типу колонны делятся на сплошные переменного сечения, сплошные постоянного сечения, решетчатые и раздельные. Сквозные колонные применяют при относительно невысоких нагрузках, примерно до 3600 кН для швеллеров или 600 кН для двутаврового сечения;
  • по типу решетки колонны делятся на колонны с треугольной решеткой распоркой, на колонны с раскосной решеткой, на колонны с крестовой решеткой, на колонны полураскосной решеткой;
  • по типу сечения колонны делятся на двутавры, швеллеры, трубы, уголки.

Схема изгиба  колонны при разных типах закрепления. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 1. Схема изгиба колонны при разных типах закрепления. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Расчет металлической колонны

Большинство колонн работает как центрально-сжатый элемент. Чтобы найти требуемую площадь сечения находят отношение нагрузки, приложенной к центру тяжести сечения, и делят ее на расчетное сопротивление металла сжатию, растяжению и изгибу.

«Расчет металлической колонны» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Найти

Но на деле при возведении объекта практически невозможно добиться центрального сжатия без эксцентриситета, он возникает вследствие ряда причин. Поэтому рассмотрим, как проводится расчет на примере сквозной колонны из двух швеллеров поэтапно:

  • вначале покажем расчетную схему колонну, где должно быть правильно изображено закрепление на обоих концах. Сверху, в месте передачи нагрузок от балок или ферм и внизу, в зависимости от способа закрепления в фундамент;
  • далее определим расчетную длину колонны, для этого нам необходимо учесть коэффициент расчетной длины, который будет зависеть от типа закрепления. К примеру, коэффициент равен единице, если оба конца закреплены жестко или шарнирно и коэффициент равен двум, если один конец колонны не закреплен, а второй имеет жесткую заделку;
  • далее определяем требуемую площадь поперечного сечения, для этого необходимо поделить расчетную нагрузку на коэффициент продольного изгиба, расчетное сопротивление стали и коэффициент условий работы;
  • на основании найденной площади найдем в сортаменте подходящее по характеристикам сечение и находим гибкость колонны;
  • далее для подобранного сечения определим устойчивость как отношение нагрузки к площади, умноженной на коэффициент продольного изгиба. Недонапряжение должно составлять не более 5 процентов, а перенапряжение недопустимо;
  • далее находим расстояние между ветвями колонны из условия по которому приведенная гибкость относительно оси Y должна быть равна приведенной гибкости по оси Х;
  • назначаем толщину планок, ширину сечения, концевые планки конструктивно;
  • ширина сквозной колонны должна превышать сумму двух ширин швеллера и конструктивного зазора;
  • далее находим расчетную длину ветви и принимаем длину кратной высоте;
  • далее выполняем расчет планок, назначая их размер и выполняя расчет прикрепления к ветвям. Для этого умножим площадь поперечного сечения колонны на 0,26, чтобы найти поперечную силу на одной грани разделим найденное значение пополам. Затем найдем изгибающий момент и поперечную силу в месте прикрепления планки, принимаем катете шва, определяем площадь сварного шва и напряжение в шве.
Замечание 1

Коэффициент условий работ зависит от характера работы элемента, его толщины. К примеру, для колонн одноэтажных промышленных зданий с мостовым краном коэффициент составляет 1,05.

Расчет колонны выполняется по первой и второй группе предельных состояний.

Дата последнего обновления статьи: 15.12.2023
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Крупнейшая русскоязычная библиотека студенческих решенных задач
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot