Если колонна работает на восприятие нагрузки от одной продольной силы, приложенной по центру тяжести сечения, то она называется центрально-сжатой. Если продольная сила не совпадает с центром тяжести сечения или к стержню приложены какие-либо поперечные нагрузки, то кроме сжатия возникает изгиб, и колонна называется внецентренно-сжатой.

N I I Л

2 П\2 VX-

"ОголоВок

* I

База

-Стертень

б) L Г

Рпс. VIII.I. Сплошные колонны а - общий вид; 6-д - типы сечений

Стержни колонн бывают постоянного, переменного или ступенчатого сечения по высоте. Сечение стержня колонны может быть сплошным или сквозным (решетчатым), состоящим из отдельных ветвей, соединенных раскосами или планками.

§ 30. ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ КОЛОННЫ

Сплошные и сквозные колонны со стержнем постоянного сечения наиболее распространены при центральном сжатии. Сплошные колонны применяют при больших нагрузках и небольших высотах, сквозные, наоборот, - при меньших нагрузках и больших высотах.

/. СПЛОШНЫЕ КОЛОННЫ

Типы сечений, широко применяемые для сплошных колонн, показаны на рис. VII .1. Наиболее простая колонна получается из одного прокатного двутавра (рис. VIII.1, б); однако вследст-

вие относительно небольшой боковой жесткости такая колонна рациональна в тех случаях, когда в плоскости меньшей жесткости есть дополнительные раскрепления (продольные связи). Наиболее распространены составные двутавровые сечения (рис. Vni.I, в), они жестки в обоих направлениях и достаточно просты в изготовлении. По затрате металла наиболее экономичны колонны трубчатого сечения (рис. VHI.l, г), однако из-за недостатка труб они применяются пока мало. Находят применение и колонны других типов (рис. Vni.l, д).

Прочность и общая устойчивость сплошной колонны проверяются по формулам:

и а = -

(VIII. 1)

где N - расчетная продольная сила; Fht и Fop-площадь сечения стержня нетто и брутто; фмпн - коэффициент продольного

или Ху=

изгиба, взятый по большей из гибкостей Хх=

1-х и,

(где /ж, Uj и Гх, Гу - соответственно расчетные длины и радиусы инерции сечения для осей х-х и у-у).

ТАБЛИЦ.\ VHLl

КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСЧЕТНОЙ ДЛИНЫ д ДЛЯ СТЕРЖНЕЙ постоянного СЕЧЕНИЯ

Схема закрепления концов Стержня

7777-

Коэффициент расчетной длины U

Примечание, Расчетная длина стержня / р определяется умножеиие.м коэффициента расчетной длины ц на геометрическую длину I (/р = ц/).

При определении расчетных длин колонн 1х и

1,1 следует

учитывать условия закрепления ее концов. Наиболее часто применяемые коэффициенты расчетных длин р для колонн постоянного сечения приведены в табл. VIII.1.

Проверка прочности нужна при расчете клепаных сечении или сечений, ослабленных какими-либо отверстиями. Силош-

ные сварные сечения проверяют только на устойчивость по второй формуле (VIII.l).

Необходимо также, чтобы наибольшая гибкость колонны не превосходила предельную равную для основных ко-

лонн 120 и для второстепенных 150. Сем. прил. I табл. 6).

Элементы сечения колонны (полки, свесы, стенка) должны быть скомпонованы так, чтобы у них была обеспечена местная устойчивость.

Местная устойчивость полок двутаврового сечения <рис. VIII.2, а), широко распространенного для колонн, зависит

Рис. VIII.2. Сечение сплошной колонны двутаврового сечения

а - обозначение размеров; 6 - ребра жесткости; в - с неучитываемой расчетом (неустойчивой) стенкой

ОТ класса стали, гибкости стержня (так как с увеличением гибкости реальные напряжения в элементе уменьшаются) и будет обеспечена, если отношение свеса пояса к его толщине бп не будет превосходить величин, приведенных в табл. VIII.2.

ТАБЛИЦА vni.2 ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ бо/б,, ДЛЯ ПОЛОК ДВУТАВРОВ

Если стержень колонны имеет недонапряжение, то значения 6о/бп могут быть увеличены в jy раз (/? -расчетное сопро-