03..02.2023

Группа 303

Предмет: Технология производства сварочных конструкций 

Тема урока: Стойки. Н образное сечение 

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. 

 Типы колонн и стоек

Колонны и стойки гражданских и общественных зданий (а также производственных и сооружений) служат для передачи нагрузок, от опирающихся на них конструкции на фундаменты.

Колонны состоят из 3-х основных частей: оголовка, на который опираются вышележащие инструкции, стержня колонны и базы или башмака, передающего действие нагрузки на фундамент и закрепляющего колонну на нем.

В зависимости от типа поперечного сечения и его изменения по длине колонны поздразделяют на 3 типа колонн:

• постоянного по высоте сечения;

• переменного по высоте сечения (ступенчатые);

• раздельного типа, при котором ветви колонн не жестко связаны друг с дгругом и каждая ветвь выполняет свою функцию.

Наиболее простые в изготовлении и наиболее употребляевш в строительстве - колоннылишнего по высоте сечения.

В промышленном строительстве при наличии мостовых кранов применяют ступенчатые колонны и колонны раздельного типа.

В зависимости от условий нагруження различают центрально-сжатые и внецентренносжатые колонны. В центрально-сжатых колоннах продольная сила приложена вдоль оси и вызывает равномерное сжатие. Внецентренно-сжатые колонны работают на восприятие совместного действия продольной силы и изгибающего момента.

По типу сечений различают:

• сплошностенчатые колонны, выполняемые из прокатных двутавров или сваренные из 3-х листов и более, из цельнотянутых или сварных труб, или из различных комбинаций открытых профилей (рис.7.1 а...з);

• сквозные, состоящие 2-х или 4х ветвей (рис.7.1. н...о), соединенных между собой планками или треугольной решеткой, выполненной из уголков, швеллеров или других профилей (рис.7.1а...в).

Планки в колоннах применяют, когда расстояние между ветвями не превышает 600 мм. Среди сплошностенчатых колонн наибольшее применение находят прокатные широкополочные двутавры или двутавры, сваренные из 3х листов.

Наиболее экономичными сечениями центрально-сжатых колонн являются трубчатые сечения, отличающиеся равной устойчивостью относительно любой оси, проходящей через их центр тяжести. Однако колонны трубчатого сечения имеют существенный недостаток - сложность крепления балок к колоннам.

При больших длинах и развитых сечениях сквозные колонны по расходу материала эффективнее, чем сплошные, однако более трудоемки в изготовлении и дороже.

7.2. Расчет колонн

Расчет центрально-сжатой колонны начинают с определения расчетной продольной N. Требуемая площадь сечения может быть определена из условия обеспечения устойчивости центрально-сжатого стержня. Определяем требуемую площадь колонны .

Для предварительного расчета коэффициент продольного изгиба  принимается: для стальных колонн равным 0,85, для алюминиевых 0,6...0,75.

По найденному значению  подбирается по сортаменту. Требуется, чтобы гибкость колонны  не превышала 120.

Размеры составного Н-образного сечения из 3-х листов выбирается следующим образом:

• Сечение принимается близким к квадратному.

• Высота сечения для колонн высотой 10...2 м принимается равной (1/15...1/20) l. Толщины листов назначают: для поясов  и стенки .

При этом, если в правильно подобранных сечениях балок площадь 2-х поясов равна площади стенки, то в колоннах площадь 2-х поясов находится в пределах 0,7...0,8 от общей площади сечения. Вышеприведенных данных достаточно для предварительного выбора сечения Н-образной колонны при составлении архитектурного проекта здания. Точный подбор сечения Н-образной колонны, помимо проверки напряжений, требует также проверки элементов сечения по потере местной устойчивости. Так устойчивость стенки Н-образной колонны определяется по гибкости стенки , где наибольшая условная гибкость стенки ,а -условная гибкость колонны.

Рис. 7.1. Типы сечения колонн:

а – е – сплошностенчатые центрально-сжатые колоны;

ж, з - сплошностенчатые внецентрально - сжатые колоны;

и, к, л, м - сквозные центрально-сжатые колоны;

и, о, - сквозные внецентрально - сжатые колоны;

1 – основные элементы колонны; 2 – планки; 3 – элементы решетки.

Если окажется больше значения, полученного из вышеприведенного выражения,то это будет означать, что устойчивость принятой стенки колонны не обеспечена и ее необходимо укрепить продольным ребром, а также поперечными ребрами, которые ставятся на расстоянии (2,5..3) h. Во всех случаях  не должна превышать 75.

Устойчивость поясов колонн также зависит от общей гибкости колонны и предельные свободные свесы принимаются по СНиП II -23-81*.

Назначение размеров квадратных колонн из 4х листов осуществляется из следующих соображений:

• При колоннах в зданиях высотой 4...6 этажей размер высоты сечения колонн принимается в пределах 250 мм. Оптимальными являются колонны сечением 400 х 400 мм, при этом гибкость таких колонн находится обычно в пределах ,а коэффициент продольного изгиба  принимается равным 0,96...0,90.

• В высоких зданиях, например, до 30-ти этажей, в нижней части сечение колонны может быть принято 300...500 мм. Толщины до t_w составляют 20...40 мм. В коробчатых колоннах листы меньше защемлены в углах и поэтому предельная гибкость стенок при  составит _, а при  составит но не более 1,6по СНиП II -23-81*.