Металлические колонны и стойки. Типы сплошных и сквозных колонн, сечения сплошных и сквозных колонн. Расчет и конструирование центрально сжатых колонн?

Колонной называют вертикальный стержень, воспринимающий сжимающие усилия и передающий давление на лежащие ниже части сооружения или на фундамент. Колонны применяют для поддержки перекрытий и покрытий, стенового ограждения, а также конструкций инженерных сооружений — путепроводов, эстакад, бункеров, галерей и т. д. В колонне различают три основные части : оголовок , на который опирается поддерживаемая конструкция; стержень , воспринимающий нагрузку, и базу , передающую давление колонны на фундамент или лежащую ниже конструкцию. Металлические колонны изготовляют, как правило, из стали, алюминиевые сплавы используют очень редко вследствие низкого модуля упругости.

Классификация колонн.В зависимости от условий нагружения различают центрально-сжатые и внецентренно сжатые колонны. В центрально-сжатых колоннах продольная сила приложена вдоль оси колонны и вызывает равномерное сжатие сечения (см. рис. 6.1,а). Конструкция поперечного сечения стержня колонн может быть сплошной или сквозной. Выбор типа поперечного сечения зависит от минимального расхода металла и наименьшей трудоемкости изготовления. Сплошные колонны менее трудоемки, чем сквозные, однако при значительных нагрузках и большой высоте более рациональными могут оказаться сквозные колонны. Сквозные колонны, состоящие из отдельных ветвей, соединяют между собой системой планок или решеток, причем последние применяются при больших нагрузках. Тип поперечного сечения колонн должен назначаться с учетом действующих нагрузок и условий устойчивости.

Базы колонн. Типы и конструкции баз. Расчет и конструирование баз центрально и внецентренно сжатых колонн?

 Чтобы обеспечить равномерную передачу давления от колонны на фундамент, а также закрепление нижнего конца колонны в соответствии с расчетной схемой создают специальную конструкцию, называемую базой. Различают жесткие и шарнирные базы. Существует несколько конструктивных решений баз. В самом простом случае при относительно небольших нагрузках база центрально-сжатой колонны представляет собой опорную плиту, к которой приваривается стержень колонны (рис. 7, а). Такое крепление обычно считается шарнирным. При этом нижний торец колонны фрезеруют, а верхнюю часть плиты прострагивают, чтобы обеспечить плотный контакт.. Опорные плиты центрально-сжатых колонн имеют квадратную форму, при базах с траверсами они могут быть и прямоугольными. В центрально-сжатых колоннах продольная сила приложена вдоль оси колонны и вызывает равномерное сжатие сечения Внецентренно сжатые колонны работают на восприятие совместного действия продольной силы и изгибающего момента. Конструкция поперечного сечения стержня колонн может быть сплошнойили сквозной . Выбор типа поперечного сечения зависит от минимального расхода металла и наименьшей трудоемкости изготовления.

Жесткие и шарнирные базы. Примеры опирания колонн на фундаменты?

. Различают жесткие и шарнирные базы. Причем при креплении анкерных болтов через столики опирание считается жестким .Плиту базы рассчитывают на воздействие отпора фундамента, которое с некоторым запасом надежности считается равномерным .. Отдельные участки плиты можно рассматривать как плиты, имеющие различные условия опирания: на четыре канта (случай I), три канта (случай II) или консольные (случай III).  Центральную передачу нагрузки на колонны обеспечивают с помощью верхнего опирания балок через торцевые ребра, передающие опорные давления через центрирующую опорную плиту в голове колонны , причем такой стык является, как правило, шарнирным. Жесткий стык можно создавать при опирании балок на колонны сбоку. В этих стыках вертикальные усилия воспринимаются опорными столиками, привариваемыми к полкам и стенкам, а горизонтальные усилия и опорные изгибающие моменты передаются с помощью болтового соединения.

Как выполняется сопряжение балок с колоннами?

Стыки составных балок бывают заводскими и монтажными. Заводские стыки устраиваются из-за недостаточной длины прокатных профилей по сравнению с требуемыми размерами балок. Монтажные стыки создают, если невозможно транспортировать элементы в целом виде из-за значительных размеров. Стыки - самые уязвимые участки конструкций из-за возможной концентрации напряжений, поэтому их стараются устраивать в наименее ответственных зонах конструкций. Монтажные стыки делят конструкцию на отдельные элементы, которые называются отправочными элементами (марками).

Заводские стыки для повышения надежности конструкций делают вразбежку. Монтажные стыки сваривают, как правило, вручную, поэтому стык устраивается в сечении, где растягивающие усилия меньше R_wy (т. е. там, где М£ М_тах). Если же стык устраивают в сечении, где М=М_тах, то обычно применяют косой шов, который при уклоне i=2:1 равнопрочен основному металлу. Соединения элементов осуществляют встык, а швы накладывают в определенном порядке для снижения сварочных напряжений. Сопряжения балок в балочных клетках бывают трех типов: этажное, в одном уровне и пониженное. Наиболее удобно для монтажа этажное сопряжение. Сопряжение в одном уровне позволяет осуществлять соединение при меньшей строительной высоте. В пониженном сопряжении верх поперечных балок ниже верха главных балок. Два последних сопряжения часто осуществляют, прикрепляя вспомогательные балки к ребру жесткости главной балки с помощью болтов или на сварке.

Расчет опорной плиты сжатой колонны. из каких условий выполняется?.