Проектирование и расчет металлической колонны ствола и узлов сопряжений. Надёжность конструирования её обеспечивается пониманием механики работы, соблюдение нормами и инженерным опытом.
Расчет металлической колонны
Мой опыт показывает, что колонны часто имеют необоснованное увеличенное сечение ствола (+10% и выше). Встречается не редко, что базы колонн проектируются по одной серии (которую нужно выкинуть), и в этом случае база тяжелее процентов на 30%, да и ствол колонны тяжелее если по этой серии.
Итак проектирование стальной колонны включает в себя:
- Определение материала ствола — марка стали согласно нормам
- Назначить оптимально-работающего сечения
- Определение сочетания нагрузок на колонну, базу и оголовок — в проф. программах
- Построение рабочей схемы, и проверка устойчивости ствола колонны — понимание её работы,
- Выполнить конструирование базы колонны и анкерных болтов
- Проверка узла опирания балочных элементов
Основные виды проектируемых конструкции стальных стоек и колонн
| Сечение стойки | Оптимальная область применения |
|---|---|
 |
Применяются при небольших изгибающих моментах в обоих направлениях (пример сооружение небольшой высоты)
Круглое сечение: Лучший вариант чисто для центрально сжатой стойки. Ввиду того что такой вариант нагрузки редкость применяется такой вид сечения ради архитектурной выразительности. Квадратное сечение: Применяется для центрально-нагруженных стоек, с небольшим изгибающими моментом в обоих направлениях Прямоугольное сечение: Применяется когда, когда изгибающий момент в одной плоскости больше чем в другой |
 |
Применяется при существенном изгибающем моменте в одной плоскости (пример рамные конструкции, здания выше 4 м...)
Двутавр балочный: Его редко применяют, видимо потому, что название балочный. Хотя возможно его применения при малых нагрузках, просто потому, что сортамент двутавров «К» и «Ш» сразу начинается с «массивных» Двутавр широкополочный: Наверное самый распространённый вид колонн. Хорошо работает в широкопролётных, одноэтажных, относительно-невысоких сооружениях (цеха) Двутавр колонный: Можно сказать усиленное сечение. применяется когда есть существенные изгибающие моменты (здание с грузовыми кранами, рамные конструкции, многоэтажные здания). |
 |
В чистом виде применять их просто экономически невыгодно!
Обоснованно применять только если полки подшивать профилированный листом для раскрепления гибкости (бытовки) |
 |
Колонна на планках:
Применяется при повышенной высоте стойки (условно более 8,0м), при этом испытывающая небольшие изгибающие моменты (от ветровых нагрузок, краны до 1-2,0 т). + простота изготовления |
 |
Колонная с решёткой (симметричное сечение):
Применяется при высокой высоте колонн (условно больше 10,0м) + Жесткость выше чем у колонны на планках — Трудоёмкое изготовление, которая сказывается на цене |
 |
Колонная сквозного сечения с решёткой (асимметричное сечение): Прямое применение в одноэтажных зданиях с мостовыми кранами. |
 |
Сварная колонна:
Применяется при в высоких одноэтажных зданиях (условно выше 12,0м) с небольшой нагрузкой от покрытия. Пример расчёт см на моём сайте «Инженер-строитель» |
Распространённые виды применяемых жёстких баз колонн
Здесь предложены только варианты для сечения двутавр и профильной трубы.
После определения сечения, расчет металлической колонны сводиться к конструированию её базы. Они в общем линейные, достаточно выполнить и проверить один раз и можно применять регулярно. Но даже имея готовый алгоритм необходимо определить усилия на анкерную пластину и болты.
Интересно отметить — толщина опорной пластины к примеру второго и третьего вида составляет 40мм и 25мм и при одних и тех нагрузках. Первый вариант будет еще толще соответственно.
