База колонн (типы и конструктивные особенности баз).

Общая характеристика и конструкции центрально сжатых сплошных и сквозных колонн (общие положения).

Колонной – называется вертикальный стержень, работающий на сжатие и передающий давление на фундамент или нижележащую часть сооружения.Колонна состоит из стержня, оголовка и базы (башмака).

 

Классификация стальных колонн).

По характеру работы:Центрально сжатые и внецентренно сжатые,По конструктивной схеме:Постоянного, переменного и ступенчатого сечения,По типу сечения:Сплошные и сквозные колонныПо статической схеме и характеру нагружения:Одноярусные и многоярусные колонны

 

Сплошные колонны).

"+"К замкнутого сечения являются равноустойчивость, компактность и хороший внешний вид.К"-"относится недоступ. внутренней полости для окраски.Для избежать коррозии, такие К должны быть защищены от проникания внутрь влаги. Наиболее часто используется сечение для таких К – широкополочные двутавры: прокатные и сварные .

 

Типы сквозных колонн).

Сквозные колонны состоят из отдельных ветвей, объединённых соединительной решёткой, решётка из сплавов и уголков.Ось, пересекающая ветви наз-ся материальной (ось x), параллельная ветвям – свободной (ось y).

 

5. (влияние решёток на устойчивость стержня сквозной колонны).

Решётки, связывая ветви колонны, обеспечивают устойчивость стержня. Вследствие деформативности решёток гибкость стержня сквозной колонны свободной оси гибкости сплошной колонны и зависит от типа решётки.Существуют решётки безраскосные, с раскосами , с раскосами и распорками .

 

6. Расчет центрально-сжатых колонн сплошного сечения (последовательность расчёта).

1.Устанавливают расчётную схему колонны и вычисляют её расчётную длину2.С помощью формул производят предв. подбор сечения стержня колонны3 Выполняют оконч. расчёт предвар. подобранного сечения4.Расчитывают и конструируют башмак и оголовок колонны.

 

7. (выбор расчётной схемы).

Расчетн.схема одноярусн.колонны опр.способом закрепления ее в фундамент, и способом прикр.балок. Соеден.колонны с фунд.-шарнирн.жесткое. При расчете легких колонн – шарнирное. Крепление балок к колонне – жестк.шарнирн.и допускается частичный поворот колонны.

 

8. (определение расчётной длины колонны).

; -расчет.длинна колонны; l-полная длинна колонны; - коэф.учитыв.спопсоб закр.концов колонны.

 

Подбор сечения).

Задавшись типом сечения колонны, опред. требуемую площадь сечения по формуле: , где N- расчетное усилие в колонне; - коэф. условий работы; - коэф продольного изгиба, для него необходимо знать гибкость колонны .Далее находим требуемый радиус инерции .Зависимость радиуса инерции от типа сечения приближенно выражается формулами: , , где h и b- высота и ширина сечения; и - коэф для определения соответств. радиусов.Отсюда определяются требуемые генеральные размеры сечения колонны: ; . Установив размеры сечения, подбирают толщину поясных листов и стенки исходя из требуемой площади колонны и условий местной устойчив.Приняв сечение проверяем его на устойчивость: -коэф определяемый по действительной гибкости

 

10. Расчет центрально-сжатых сквозных колонн (последовательность расчёта).

1.Подбор сечения сквоз. колонны 2.Расчёт от-но свободной оси 3.Проверка сечения от-но свободной оси 4.Расчёт безраскосной решётки 5. Рассч. и констр.башмак и оголовок колонны.

 

11. (выбор расчётной схемы).

Сквозные колонны состоят из отдельных ветвей объединенных соединительной решеткой. Решетка может быть из планок или уголков. Через 3-4м ставятся диафрагмы.Для колонн крайних рядов чаще всего принимают не несимметричное сечение с наружной ветвью швеллерной формы (для удобства примыкания стены), колонны средних рядов проектируют обычно симметричного сечения из прокатных профилей - двутавры либо составные части.

 

12. (определение расчётной длины).

где l- длина колонны, отдельного участка или высоты этажа; -коэффициент расчетной длины, зависит от способа закрепления концов колонны (жесткое или шарнирное).

 

Подбор сечения).

Находят приведенную гибкость - коэф приведения длины, r_y- радиус инерции сечения стержня, l₀- расчетная высота колонны. Подбор сечения начинается с определения требуемой площади сечения: , где N- расчетное усилие в колонне; - коэф. условий работы; - коэф продольного изгиба, зависит от .Приняв сечение проверяем его на устойчивость: -коэф опред. по действительной гибкости Если сечение удовлетворят, то след этап опред. расстояния м/д ветвями из условия равноустойчивости

 

14. (расчёт безраскосной решётки).

Расстояние м/д планками опред.принятой гибкостью ветви и радиусом инерции ветви . Расчет планок состоит в проверке их сечения и расчете прикрепления их к ветвям. Планки работают на изгиб от действия перерезывающей силы Q_пл, величина которой определяется из условия равновесия вырезанного узла колонны. , где Q_пл- поперечная сила; l_в- расстояние между осями планок;b₀- расстояние между ветвями в осях . Отсюда . Высоту планки обычно определяют из условия ее прикрепления. Толщина планок берется конструктивно от 6 до 10мм. Затем определяют момент сопротивления шва и площадь шва

 

База колонн (типы и конструктивные особенности баз).

База является опорной частью колонны и предназн. для передачи усилий с колонны на фундамент.Существует 2 типа баз - общая и раздельная. Базы зависят от типа колонны и способа сопряжения ее с фундаментом (жесткое или шарнирное).При усилиях базы шарнирных рамных систем проектируется с использ.опорных шарниров (плиточных, балансирных).В производств. зданиях колонна в плоскости рамы имеет обычно жесткое сопряжение с фундаментом , а из плоскости- шарнирное . Конструкт.решение базы может быть с траверсой, с фрезерованным торцом и с шарнирным устройством в виде центрирующей плиты