Компановка, подбор и проверка сечения внецентренно-сжатой сквозной колонны

Особенность внецентренно-сжатых колонн – воздействие на них одновременно продольной силы и изгибающего момента. Вследствие этого их сечения (в отличии от центрально-сжатых колонн) принимают боллее развитыми в плоскости действия момента (увеличивают высоту сечения) и часто несимметричными, так как от действия момента одна сторона сечения догружается, а другая – разгружается. Применяются колонны сплошного сечения и сквозные, постоянного сечения по высоте и переменного.

Распространенные типы сечений сквозных внецентренно-сжатых колонн показаны на рис.4. Наличие изгибающего момента вызывает существенную поперечную силу, поэтому ветви внецентренно-сжатых колонн соединяют обычно раскосной решеткой. Симметричные сечения стержней колонн применяют при небольших усилиях или в тех случаях, когда изгибающие моменты действуют в обе стороны. При одностороннем моменте ветви колонн нагружаются неодинаково и более рациональны несимметричные сечения. Ширина обеих ветвей часто принимается одинакой для удобства крепления раскосов решетки.

Сквозная колонна работает как ферма с параллельными поясами: расчетные усилия колонн NиM раскладываются по поясам, где возникают только осевые продольные усилия. Решетка колонны воспринимает усилия от поперечной силы фактической или условной (если условная окажется больше фактической).

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 в которых определяются по формуле

где z — расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси ветви, противоположной рассматриваемой.

В симметричном сечении z = 0,5; в несимметричном расстояние от центра тяжести до подкрановой ветви обычно находится в пределах (0,4/0,45) h. По аналогии со сплошной колонной сечение подкрановой ветви принимается из двутавра прокатного или (в очень мощных колоннах) сварного. Из соображений общей устойчивости колонны из плоскости рамы высоту двутавра выбирают такой, чтобы она находилась в пределах ((1/20)/(1/30)) l1, что соответствует гибкости λ ≈ 60/100.

Шатровую ветвь обычно делают швеллерного типа такой же ширины, как и подкрановую. При отсутствии прокатных швеллеров соответствующего номера швеллерное сечение компонуют из уголков с планками или со сплошным листом.

Обе ветви соединяют решетками треугольной или раскосной системы, располагаемыми в двух плоскостях.

Проверка сечения ветвей производится по

При этом для коэффициента φ берется наименьшее из двух значений: первое значение φ определяется по гибкости ветви относительно оси двутавра (или швеллера) с большим моментом инерции, причем расчетная длина принимается равной расстоянию от фундамента до подкрановой балки. При определении второго значения φ расчетная длина ветви принимается равной расстоянию между узлами решетки, а радиус инерции сечения ветви — минимальный.

Высокие узкие сквозные колонны (у которых высота сечения не превышает 1/15 расчетной длины) должны быть дополнительно проверены на устойчивость в плоскости изгиба в предположении, что колонна работает как единый стержень составного сечения. При этой проверке коэффициент φ определяется по приведенной гибкости, вычисляемой по.

Каждая решетка колонны конструируется из одиночных уголков, располагаемых под углом 45 — 50° к оси. Усилие в раскосе решетки определяется по наибольшей реальной поперечной силе в колонне, полученной при расчете рамы, либо по условной поперечной силе (если она больше), вычисляемой по.

Расчет прикрепления раскосов и конструктивные требования аналогичны приведенным выше для колонн постоянного сечения.