Тема: «Общее положение. Расчет колонн»

Цель урока : Дать общее положение расчета колонн.

Вопросы темы:

1.Общие подходы из сопротивления материала .
2 .Работа центрально - сжатой колонны под нагрузкой и предпосылки расчета по несущей способности.

3.Расчет центрально - сжатых колонн.

4 Расчет внецентренно - сжатых колонн.

1.Общие подходы из сопротивления материала

Брус, работающий преимущественно на сжатие называют стойкой (колон­ной).

Колонны (стойки) представляют собой вертикальные стержневые элементы, передающие нагрузку от вышерас­положенных конструкций на фундамент или на нижерас­положенные конструкции.

В зависимости от материала  колонны бывают : стальные и железобетонные, деревянные(стойки), кирпичные (каменные). Сжатые эле­менты с небольшими размерами поперечного сече­ния, а также растянутые элементы при расчете называют­ся стержнями.

По характеру работы различают центрально-сжатые колонны и внецентренно сжатые. Центрально-сжатыми называются элементы, нагрузка на которые действует по центру тяжести сечения (в колоннах с симметричным се­чением центр тяжести сечения принимается совпадающим с геометрическим

На внецентренно сжатые колонны сила действует не по центру тяжести, а с эксцентриситетом  то есть одновременно прилагается продольная  силы N и из­гибающий момент М.

= М/N.

Центральное сжатие более выгодно, так как конструк­ция испытывает менее сложное напряженное состояние, что позволяет проектировать более простые се­чения элементов и полнее использовать несущую способ­ность материала.

а) центрально-сжатые; 6) внецентренно сжатые; 1 — ось центра тяжести колонны; 2 — ось приложения нагрузки

2. Работа центрально-сжатых колонн под нагрузкой и предпосылки для расчета по несущей способности

Напряженно-деформированное состояние центрально-сжатых колонн и характер их разрушения зависят от материала, размеров и формы поперечного сечения, дли­ны, способов закрепления концов и т.д.

 При центрально-сжатом воздействии на колонну может произойти  потери общей устойчивости вследствие появления продольного изгиба, выпучивания стойки. Изгиб стержня может произойти  от силы, приложенной перпендику­лярно к его оси, но тогда изгиб называют поперечным, а не продольным .

 Изгиб стержня: а) продольный; 6) поперечный

При продольном или поперечном изгибе разрушение элемента происходит от того, что напряжения в его крайних волокнах достигают предельных величин и материал разру­шается. Продольному изгибу под­вержены все сжатые элементы, его проявление зависит от их гибкости и материала, из которого изготовлен сжатый элемент. Стальные и деревянные колонны, имеют небольшие размеры поперечного сечения и являют­ся более гибкими, а железобетонные и каменные имеют бо­лее значительные размеры поперечного сечения и обладают меньшей гибкостью.