Центрально-сжатые сквозные колонны. Типы сечений. Типы решеток. Влияние решеток на устойчивость стержня сквозной колонны.

Типы сечений и соединений ветвей сквозных колонн.

   а)                    б)                    в)                 г)

Ось X – материальная ось (пересекает материал),

Ось У – свободная ось (не пересекает материал).

Наиболее распространены колонны с одной свободной осью (а, б).

Сечение по типу (г) применяется при большой высоте и малых нагрузках.

У сквозных колонн должен быть обеспечен зазор между полками ветвей 100-150 мм для окраски внутренних поверхностей.

Отдельные ветви соединяются между собой решетками разных типов, которые обеспечивают совместную работу ветвей.

Типы решеток:

а) из раскосов

б) из раскосов и распорок

в) безраскосного типа в виде планок (применяется при N=2000-2500кН).

При расстоянии между ветвями больше 0,8-1 м элементы безраскосной решетки получаются тяжелыми и тогда применяют раскосную решетку.

Чтобы сохранить неизменяемость контура поперечного сечения сквозной колонны, ветви соединяют поперечными диафрагмами через 3-4м по высоте колонны.

Влияние решеток на устойчивость стержня сквозной колонны

Решетки, связывая ветви колонны, обеспечивают их совместную работу и общую устойчивость стержня. Вследствие деформативности решеток, гибкость стержня сквозной колонны относительно свободной оси больше гибкости относительно материальной оси и зависит от типа решетки.

Расчет относительно материальной оси х-х ведется аналогично сплошностенчатым колоннам.

Расчет относительно свободной оси у-у ведется по приведенной гибкости

μ- коэффициент приведения длины составного стержня;

гибкость стержня в плоскости параллельной плоскости планок.

Приведенная гибкость с планками

в 2х плоскостях:

в 4х плоскостях:

Из требования равноустойчивости относительно осей х и у, приведенная гибкость должна быть равна гибкости относительно материальной оси

Подбор сечения сквозной колонны

1. Устанавливаем расчетную схему.

2. Задаемся типом сечения.

3. Подсчитываем нагрузку.

4. Определяем расчетную длину в обоих направлениях.

5. Определяем требуемую площадь поперечного сечения.

Из расчета на устойчивость относительно материальной оси х-х: Для определения задаемся гибкостью:

при N<1500кН l=5-7м  N<1500кН            

6. Определяем требуемый радиус инерции

7. Подбираем по сортаменту соответствующий швеллер или двутавр, в которых А и i наиболее близкие к требуемым( если А и i не совпадают в одном профиле, гибкость задана неудачно).

8. Проверяем устойчивость принятого сечения

-определяем по действительной гибкости

9. Определяем расстояние между ветвями из условия равноустойчивости

В колоннах с планками: , где - гибкость отдельной ветви в свету между планками при изгибе ее в плоскости, параллельной планкам .

Задаемся значением , тогда

При этом , иначе возможна потеря несущей способности ветви ранее, чем потеря устойчивости колонны в целом.

Определив , находим соответствующий радиус инерции  и расстояние между ветвями, которые связано с радиусом инерции соотношением

-коэффициент, зависящий от типа сечения.

10. Производим проверку на устойчивость относительно оси у:

определяем в зависимости от , где

расстояние между планками в свету;

радиус инерции ветви относительно собственной оси у.

11. Проверяем устойчивость отдельной ветви.