Определение нагрузок, действующих на колонну
РАСЧЕТ СТАЛЬНОЙ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТОЙ КОЛОННЫ
____________________________________________________________
Колонны служат для передачи нагрузки от вышерасположенных конструкций через фундамент на грунт. В зависимости от того как приложена нагрузка на колонну различают центрально-сжатые, внецентренно-сжатые и сжато-изгибаемые колонны. Центрально-сжатые колонны работают на продольную силу, приложенную по оси колонны и вызывающую равномерное сжатие ее поперечного сечения. Внецентренно-сжатые колонны и сжато-изгибаемые колонны, кроме осевого сжатия от продольной силы, работают также на изгиб от момента.
Колонны состоят из трех основных частей (рис. 1): стержня, являющегося основным несущим элементом колонны; оголовка, служащего опорой для вышележащих конструкций и закрепления их на колонне; базы, распределяющей сосредоточенную нагрузку от колонны по поверхности фундамента, обеспечивающей прикрепление с помощью анкерных болтов.
а б
Рис. 1. Центрально-сжатая колонна:
а – опирание балок на колонны сверху; б – колонна
1 – фундамент; 2 – база; 3 – стержень; 4 – оголовок
Колонны различаются: по типу – постоянного и переменного по высоте сечений; по конструкции сечения стержня – сплошные (сплошностенчатые) и сквозные (решетчатые).
При выборе типа сечения колонны необходимо стремиться получить наиболее экономичное решение, учитывая величину нагрузки, удобство примыкания поддерживающих конструкций, условия эксплуатации, возможности изготовления.
|
|
|
Основным типом сплошных колонн, наряду с прокатными, является сварной двутавр, составленный из трех листов прокатной стали, наиболее удобный в изготовлении с помощью автоматической сварки и позволяющий просто осуществлять примыкание поддерживающих конструкций. Стержень сквозной колонны состоит из двух ветвей (прокатных швеллеров или двутавров), связанных между собой соединительными элементами в виде планок или раскосов, которые обеспечивают совместную работу ветвей и существенно влияют на устойчивость колонны в целом и ее ветвей.
Треугольная решетка из раскосов является более жесткой по сравнению с планками, так как образует в плоскости грани колонны ферму, все элементы которой работают на осевые усилия. Ее рекомендуется применять в колоннах, нагруженных продольной силой более 2500 кН или при значительном расстоянии между ветвями (более 0,8 м). Планки создают в плоскости грани колонны безраскосную систему с жесткими узлами и элементами, работающими на изгиб.
|
|
|
Рис. 2. Типы решеток сквозных колонн:
а – раскосная; б – раскосная с дополнительными стойками;
в – безраскосная, с планками
Для осмотра и возможной окраски внутренних поверхностей в сквозных колоннах из двух ветвей устанавливается зазор между полками ветвей не менее 100 мм.
Расчетная схема колонны представлена на рис. 3.
Рис. 3. Расчетная схема колонны
Расчетная длина колонны l ef с учетом способов закрепления колонны в фундаменте и сопряжения ее с балкой, примыкающей в верхней части, принимается равной:
l ef =μ l,
где l – геометрическая длина колонны;
μ – коэффициент расчетной длины, принимаемый в зависимости от условий закрепления ее концов и вида нагружения (при действии продольной силы на колонну сверху: μ = 1 – при шарнирном закреплении обоих концов колонны; μ = 0,7 – при жестком закреплении одного конца колонны и шарнирном другого).
При опирании балок на колонну сверху колонна рассматривается как шарнирно закрепленная в уровне оголовка. Закрепление колонны в фундаменте может быть принято шарнирным или жестким. Если фундамент достаточно массивен, а база колонны развита, с жесткой опорной плитой и имеет надежное анкерное крепление (база с траверсами), колонну можно считать защемленной в фундаменте.
|
|
|
Расчет на устойчивость колонны при центральном сжатии выполняют по формуле
где φ – коэффициент устойчивости при центральном сжатии, принимаемый по условной гибкости 
для различных типов кривых устойчивости по ДБН В.2.6 – 198:2014 «Сталеві конструкції. Норми проектування».
Определение нагрузок, действующих на колонну
Пример 1.
Колонны рабочих площадок работают обычно на центральное сжатие. Нагрузкой на них являются собственный вес рабочей площадки (вес элементов балочной клетки – главных и вспомогательных балок, настила), технологические временные воздействия и собственный вес самой колонны, передающиеся на стержень колонны в виде центрально-приложенной сосредоточенной силы. Значение нагрузки определяем в соответствии с грузовой площадью, приходящейся на рассчитываемую колонну.
В табличной форме представлено определение нагрузки на колонну К1 в соответствии с приведенными исходными данными.
Задание
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 102; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!