Конструкция и особенности работы металлических сквозных колонн. Приведенная гибкость сквозных стержней

Стержень сквозной центрально-сжатой колонны состоит из двух ветвей (швеллеров или двутавров), связанных между собой решетками (рис. 8.4,а—в). Ось, пересекающая ветви, называется материальной; ось, параллельна я ветвям, называется свободной. Расстояние между ветвями устанавливается из условия равноустойчивости стержня. Швеллеры в сварных колоннах выгоднее ставить полками внутрь (рис. 8.4, а), так как в этом случае решетки получаются меньшей ширины, и лучше используется габарит колонны. Более мощные колонны могут иметь ветви из прокатных или сварных двутавров (рис. 8.4 в).

Рис. 8.4. Сечения сквозных стержней

Рис. 8.5. Типы решеток сквозных стержней

Рис. 8.6. Расположение решеток в четырех плоскостях

Стержни большой длины, несущие небольшие нагрузки, должны иметь для обеспечения необходимой жесткости развитое сечение, поэтому их рационально проектировать из четырех уголков, соединенных решетками в четырех плоскостях (рис. 8.4, г). Такие стержни при небольшой площади сечения обладают значительной жесткостью. Решетки обеспечивают совместную работу ветвей стержня колонны и существенно влияют на устойчивость колонны в целом и ее ветвей. Применяются решетки разнообразных систем: из раскосов (рис. 8.5, а), из раскосов и распорок (рис. 8.5,6) и безраскосного типа в виде планок (рис. 8.5, в).

В случае расположения решеток в четырех плоскостях (рис. 8.4, г) возможны обычная схема (рис. 8.6, а) и более экономичная треугольная схема «в елку» (рис. 8.6,6).Треугольные решетки, состоящие из одних раскосов (рис. 8.5, а), или треугольные с дополнительными распорками (рис. 8.5, б) являются более жесткими, чем безраскосные, так как образуют в плоскости грани колонны ферму, все элементы которой при изгибе работают на осевые усилия, однако они более трудоемки в изготовлении. Планки (рис. 8.5, в) создают в плоскости грани колонны безраскосную систему с жесткими узлами и элементами, работающими на изгиб, вследствие чего безраскосная решетка оказывается менее жесткой.

Для составных сжатых стержней, ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент ф относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) должен определяться по формулам (8) - (10) с заменой в них л на! „,. Значение л следует определять в зависимости от значений л,*, приведенных в табл. 7.

В составных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами. Гибкость отдельных ветвей Х₁ Х_2, и на участке между планками должна быть не более 40.

При наличии в одной из плоскостей сплошного листа вместо планок (рис. 2, б, в) гибкость ветви должна вычисляться по радиусу инерции полусечения относительно его оси, перпендикулярной плоскости планок.

В составных стержнях с решетками гиб­кость отдельных ветвей между узлами должна быть не более 80 и не должна превышать приведенную гибкость Л_еГ стержня в целом.

Допускается принимать более высокие значе­ния гибкости ветвей, но не более 120, при условии, что расчет таких стержней выполнен по деформированной схеме.

Расчет составных элементов из уголков, швеллеров и т. п., соединенных вплот­ную или через прокладки, следует выполнять как сплошно стенчатых при условии, что наибольшие расстояния на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов не превышают: для сжатых элементов - 40 /; для растянутых элементов - 80 / Здесь радиус инерции / уголка или швел­лера следует принимать для тавровых или двутавровых сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения про­кладок, а для крестовых сечений - минималь­ный. При этом в пределах длины сжатого элемента следует ставить не менее двух прокладок.