Типи поперечного перерізу колон (елементи колони)
Схеми ферм і поперечні перерізи їх елементів
Мости: Металеві мости
Типи перетинів балок, з улаштуванням
Елементи: Ферми і балки
Монтаж комбінованих балок. Поперечні перерізи балок
Елементи: Ферми і балки
Типи мостів з деревини
Мости: Дерев'яні мости
Типи багатоповерхових будівель зі сталевими конструкціями
Будинки: Основи проектування
Великий крок зовнішніх колон будівель із сталевим каркасом
Елементи: Каркаси будівель
Малий крок зовнішніх колон будівель із сталевим каркасом
Елементи: Каркаси будівель
Несуча здатність колон з профілів і труб
Елементи: Колони
Опорні плити колон
Елементи: Колони
анкеровка колон
Елементи: Колони
Стик колон. примикання балок
Елементи: Колони
Вогнезахист колон набетонуванням і облицюванням
Елементи: Колони
Вогнезахист колон водяним охолодженням
Елементи: Колони
Призначення і типи сходів
Елементи: Сходи
Колони каркасної споруди передають вертикальні зусилля на фундамент. Вони працюють в основному від вертикальних навантажень. Розрізняють стислі колони і підвіски. У стислих колонах - осьовий стиск і позацентровий додаток вертикального навантаження, що викликає додатковий вигин. Випадкові защемлення незначною жорсткості і невеликі ексцентріцітети зазвичай викликають лише несуттєві додаткові напруги, які при проектуванні сталевих каркасів не враховуються.
Центрально-стислі колони розраховуються на поздовжній вигин. Оскільки вони можуть втрачати стійкість в двох напрямках, то розрахунковим є напрямок з меншою жорсткістю. Тому для колон більш вигідні поперечним перерізом моменти інерції яких однакові щодо обох осей. Профілі, що мають істотну відмінність в моментах інерції, можуть бути використані для колон тільки тоді, коли їх стійкість в площині меншого моменту інерції забезпечена защемлением в рівні перекриття або додатковими закріпленнями по висоті.
Сталеві колони проектують з різними формами поперечних перерізів. Завдяки наявності широкого сортаменту профілів і можливості застосування сталей різної міцності можна підібрати переріз, що забезпечує необхідну несучу здатність колони. Сталеві колони можуть бути наскрізного перетину. Такий тип перетину широко застосовується в промисловому будівництві завдяки зручності примикання елементів або в легких колонах, щоб підвищити їх жорсткість в потрібному напрямку шляхом розсунення гілок.
Підвіски, які працюють на розтягнення, на стійкість не розраховуються.
Сталеві колони економічні по площі перетину, особливо порожнисті колони, що володіють жорсткістю при поздовжньому згині. Найменші розміри перетину мають суцільні профілі.
1. Для порівняння показані зовнішні розміри перетинів залізобетонних і сталевих колон при розрахунковій довжині 3,5 м під навантаження 100 і 1000 тс. Сталеві колони мають коробчатое або суцільний поперечний переріз. У зовнішніх розмірах сталевих колон врахована вогнезахисна облицювання товщиною 25 мм.
Навантаження на колони і одночасно відповідні поперечні перерізи колон збільшуються по поверхах будівлі в напрямку зверху вниз. Часто буває бажано мати однакові зовнішні розміри перетинів колон у всіх поверхах, при цьому застосування стандартних елементів, що обгороджують і облицювання колон, установка перегородок і примикання стель полегшуються. При застосуванні коробчатих та трубчастих профілів це досягається шляхом зміни товщини стінок і використання декількох марок сталі. Застосування профілів суцільного перетину для колон самих нижніх поверхів дає можливість мати найменші зовнішні розміри.
Зміна поперечного перерізу колон
У колонах з часто вживаних двотаврових РВ-профілів можлива зміна площі перетину шляхом застосування легкого, нормального і посиленого рядів профілів, а також стали марок St37 і St52. Так як профілі посиленого ряду мають великі зовнішні розміри, ніж ті ж номери нормального ряду, часто буває доцільно комбінувати посилений ряд сусіднього нижнього профілю з легкими і нормальними рядами найближчого вищого. У самих нижніх поверхах колони можуть бути посилені практично без збільшення зовнішнього розміру профілю шляхом приварки до них листів широкосмугового стали.
2. Приклад зміни поперечних перерізів колон по висоті будівлі.
двотаврові профілі
Двотаврові профілі>
- 1. IPE - профіль для невеликих навантажень
- 2. IPB - профіль з широкими полицями, найбільш добре підходить для колон.
3. Прокатні двутаври, посилені привареними до полиць сталевими смугами.
4. Зварні двутаври з широкосмугового стали для колон при дуже великих навантаженнях. Такий профіль при великій товщині листів (до 100 мм) може сприйняти практично всі можливі навантаження.
Прямокутні коробчаті профілі
Прямокутні коробчаті профілі>
Застосовуються для колон при великих поздовжніх зусиль і вигині в обох напрямках або при великій вільної довжині колони, що має обмежене поперечний переріз. Завдяки рівним зовнішніх площинах застосовуються для необлицьованих колон.
5. Коробчатий профіль, який отримують із IPB шляхом приварки смуг з боків.
6. Зварений прямокутний порожнистий профіль. По висоті колони можливо змінювати площа поперечного перерізу шляхом зміни товщини листів. Мінімальна товщина листа 8 мм. Сварка листів може здійснюватися різними способами.
7. Суцільний квадратний профіль, що дозволяє робити колони з найменшими габаритами перетину, має високий ступінь вогнестійкості при обмеженій захисту і дозволяє розміщувати колони в перегородках, чим досягається оптимальне використання площі поверху; вартість обробки незначна.
8. Два зварених разом швелера. Профіль придатний лише в окремих випадках, так як площа поперечного перерізу можна змінити тільки приваркой смуг всередині.
хрестоподібні профілі
Хрестоподібні профілі>
9. Профіль, утворений з чотирьох куточків. Завдяки повної симетрії і своєрідною формою поперечного перерізу часто застосовується з естетичних міркувань. Особливо придатний для колон, які розміщені на перетині перегородок і повинні бути приховані в них.
10. Профілі по типу рис. 9, але посилені привареними між куточками сталевими смугами.
11. Профілі для важких колон з двох IРВ або з листової сталі. Такі перетину особливо підходять для колон при наявності в них згинальних моментів в обох напрямках.
Порожні прокатні профілі
Порожні прокатні профілі>
Прямокутні 12 або квадратні 13 труби з округленими ребрами мають дуже гарний вигляд. Використання їх для колон вимагає прийняття особливих заходів. Площі поперечних перерізів профілів, що мають постійні зовнішні розміри, змінюються шляхом збільшення товщини стінок.
14. Профілі круглого полого перетину вигідні з розрахункової точки зору, так як вони в усіх напрямках мають однакові моменти інерції.
15. Труби однакового зовнішнього діаметра можуть сприймати різні за значенням зусилля завдяки зміні товщини стінки. Використання тонкостінних труб вимагає прийняття особливих заходів. Ціна труб майже в 3 рази вище в порівнянні з прокатними двотавровими профілями. Тому, незважаючи на незначну вартість виготовлення трубчастих колон, вони в більшості випадків виявляються дорожчими, ніж колони з коробчастих профілів (рис. 6).
наскрізні перетину
Наскрізні перетину>
Ці типи перетинів часто застосовуються в промислових спорудах. Вони придатні і для колон висотних будівель, якщо прогони повинні проходити між гілками колон або всередині колон передбачено прокладання технічного обладнання. Ці колони мають габарити поперечного перерізу, великі, ніж колони 5 і 6 Окремі гілки колон з'єднані один з одним за допомогою приварених до них планок, встановлених з певним кроком, що забезпечує необхідну жорсткість колони при роботі на поздовжній вигин.
16. Колони з двох швелерів. 17. Важкі колони з двох двотаврових РВ-профілів. 18 Легкі колони з чотирьох куточків. Сортамент куточків дозволяє змінювати площу перетину колон в широкому діапазоні.
Підвіски працюють тільки на розтяг, тому вони можуть не мати розвиненого перетину, необхідного для стиснутих стержнів.
19. Кругла сталь, передача зусиль через різьбу, нарощування за допомогою різьбової муфти. 20. Листова сталь. 21. Два швелера. 22. Закритий канат з високоміцного дроту, передача зусиль через напресованими гільзи.