Внецентренно сжатые колонны

Наибольшее распространение внецентренно сжатые колонны получили в каркасах промышленных зданий, где они обычно входят в систему жестких поперечных конструкций цеха (поперечных рам).

Типы внецентренно сжатых колонн промышленных зданий

В соответствии с конструктивной схемой стержня различают три типа колонн промышленных зданий

  • Колонны постоянного сечения. Такие колонны обычно применялись в цехах с мостовыми кранами грузоподъемностью до 15 — 20 т. В целях экономии металла колонны такого типа в настоящее время заменяются сборными железобетонными.

Колонны

Колонны


  • Колонны переменного сечения (ступенчатые) сплошные и сквозные. Такие колонны являются наиболее распространенным типом колонн промышленных зданий, пригодным для самых тяжелых нагрузок. Нижняя часть колонны длиной l1 называется подкрановой частью, верхняя длиной l2 — надкрановой.

Колонны переменного постоянного сечения

Колонны переменного постоянного сечения

Колонны переменного постоянного сечения (ступенчатые):
а — сплошная; б — решетчатая.


В крайних колоннах, т. е. при одностороннем расположении кранов, в сечении различают внутреннюю, подкрановую, ветвь, непосредственно воспринимающую давление кранов, и наружную, шатровую, ветвь. В сплошных колоннах обе ветви соединяются сплошным листом, в сквозных — решетками из уголков, расположенными в двух плоскостях.


Колонна раздельного типа

Колонна раздельного типа


  • Колонны раздельного типа. Применение таких колонн рационально в цехах с тяжелой крановой нагрузкой (при кранах грузоподъемностью больше 150 т) и относительно небольшой высотой (до 15 — 20 м). Подкрановая стойка раздельной колонны присоединяется к шатровой колонне рядом горизонтальных планок. Вследствие малой жесткости этих планок в вертикальной плоскости подкрановая стойка работает только на центральное сжатие от давления крана, не передавая его на шатровую ветвь.

Типы и размеры сечений внецентренно сжатых колонн

В случае применения колонн постоянного сечения высоту сечения h обычно назначают h ≈ 1/15l для колонн высотой 10 — 12м, h ≈ 1/18 l для колонн высотой 14 — 16 м и h ≈ 1/10l для колонн высотой l ≥ 20 м. Сечение, как правило, принимается сварное двутавровое.

В колоннах переменного сечения высота сечения надкрановой части назначается в пределах 1/8 — 1/12 ее высоты l2. Этот размер при кранах средней грузоподъемности обычно принимают равным 500 мм, увеличивая его только при большом значении h и при тяжелых кранах (Q > 100 г), а также при необходимости устройства прохода сквозь стенку колонны (стр 299).

В этих случаях высота сечения колонны обычно принимается равной 1000 мм. Ось надкрановой части, как правило, совпадающая о серединой сечения, совмещается с разбивочной осью сооружения.

Сечение надкрановой части ступенчатых колонн обычно принимается в виде сварного симметричного двутавра.

Сечения подкрановой части ступенчатых колонн могут быть сплошные и решетчатые. Сечения наружных колонн, имеющих одну подкрановую ветвь, как правило, несимметричны, поскольку эту ветвь, на которую приходится большая нагрузка, делают более мощной; сечения средних колонн в многопролетных зданиях с кранами одинаковой грузоподъемности симметричны.


Типы сечений ступенчатых колонн

Типы сечений ступенчатых колонн


Подкрановые ветви ступенчатых колонн, как правило, проектируются двутаврового сечения; наружную (шатровую) ветвь обычно делают швеллерного типа или из листа с гладкой наружной поверхностью, необходимой для удобного примыкания стеновых блоков.

Высота сечения подкрановой части ступенчатой колонны определяется стандартными пролетами крановых мостов, кратными 0,5 м, и пролетами цеха, которые, как правило, принимаются кратными 3 м (ГОСТ 534-41). Расстояния λ между осью кранового пути и разбивочной осью принимают большей частью 0,75 или 1 м, учитывая габариты приближения кранов к телу колонны.


Расположение осей и габариты приближения крана

Расположение осей и габариты приближения крана

Расположение осей и габариты приближения крана
в ступенчатой колонне.


Высота сечения колонны h зависит также и от высоты колонны Н, поскольку она определяет жесткость сооружения, характеризуемую горизонтальными прогибами. В таблице приведены минимальные соотношения между высотой сечения h и высотой подкрановой части колонны l1, обычно принимаемые на практике и обеспечивающие необходимую жесткость конструкции.

Сплошные колонны несколько жестче, чем сквозные и более просты в изготовлении; однако при ширине около 1,2 — 1,5 м и более они менее экономичны. Отдельные ветви решетчатых колонн следует по возможности проектировать из прокатных профилей.

Таблица Соотношение h/l1 между высотой сечения и высотой подкрановой части колонны.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Сквозные колонны

Нижнюю (подкрановую) часть колонны большей частью (при ширине более 1,2 — 1,5 м) делают сквозной, состоящей из двух ветвей, 4 связанных решеткой (фигуре Колонны переменного постоянного сечения). Расчет сквозных колонн производят, исходя из предположения, что колонна работает как ферма с параллельными поясами. Для этого действующие на колонну продольную силу и момент раскладывают по ветвям, усилия…

Расчет и конструирование стержня внецентренно сжатых колонн

Сплошные колонны При расчете колонн, у которых сжимающая нагрузка приложена эксцентрично по отношению к оси колонны, всегда можно перенести сжимающую силу на ось, добавив при этом изгибающий момент. Осью колонны называется линия, соединяющая центры тяжести сечений. У ступенчатых колонн и ось ступенчатая (фигуры Расположение осей и габариты приближения крана и 161, б), что учитывается при…