Vrste poprečnog presjeka stupova
Stupovi prenose opterećenje od nadzemne konstrukcije do temelja i sastoje se od 3 dijela, određena njihovom namjenom: kapa, na mački. nadgradnja koja opterećuje oslonce stupa; core - main strukturni članprenošenje tereta sa vrha na bazu; bazu, prebacujući opterećenje od šipke do temelja.
Kolone su čvrste i poprečne.
Čvrsti stupci:
Obično je poprečni presjek čvrstog stupa izveden u obliku širokokutnog I-greda, valjanih ili zavarenih, što je najpogodnije za proizvodnju pomoću automatskog zavarivanja i dopušta samo spoj podržanih struktura. Različiti tipovi sekcije čvrstih stupaca:
Da bi kolona bila jednako stabilna, njena fleksibilnost u ravnini x-osi mora biti jednaka fleksibilnosti u ravnini y-osi, tj. ;.
Uobičajeni valjanje I-grede zbog male širine svojih polica najmanje zadovoljava zahtjev jednake stabilnosti i stoga se rijetko koristi.
Valjani širokougaoni I-nosač može imati b = h koji ne zadovoljava uvjet jednake stabilnosti, ali ipak daje dio koji je sasvim prikladan za stupce.
Zavarene kolone koje se sastoje od tri ploče su prilično ekonomične u smislu potrošnje materijala, jer mogu imati razvijenu sekciju koja obezbeđuje kolonu potrebnu čvrstoću. Zavareni I-nosač je glavni tip sekcije komprimiranih kolona.
Automatsko zavarivanje pruža jeftin, industrijski način izrade takvih stupova.
Jednaka u dva pravca i jednostavna za proizvodnju su kolone poprečnog presjeka. Na niskim opterećenjima mogu biti napravljeni od dva velika ugla, teški stupovi su zavareni iz tri ploče. Sa istim dimenzijama, poprečni presjek stupova je krutiji od I-grede, budući da su njegovi radijusi inercije i x = i y = 0,29b više od I-grede i y = 0.24b. U teškim kolonama to nije značajno, jer je njihova fleksibilnost obično mala i koeficijenti to su blizu jedinstva.
Poprečni presjek se može ojačati dodatnim listovima pričvršćenim elektro-zakovicama.
Jednostavni, ali ograničeni po površini i manje ekonomični u pogledu potrošnje čelika, dobijaju se kolone od tri valjane sekcije. Cjevasti stupovi s radijusom inercije i = 0,35d cp su vrlo racionalni, gdje d cp - promjer kruga duž osi lima koji formira kolonu.
Zavarivanje omogućava da se dobiju stubovi zatvorenog preseka i drugi tipovi, na primer, iz dva kanala, koji se pod velikim opterećenjem mogu ojačati listovima ili iz uglova.
Vrlo ekonomičan poprečni presjek svjetlosne kolone može se dobiti iz tankostijenih savijenih profila. Prednosti stupova zatvorenog dijela su jednaka stabilnost, kompaktnost i dobar izgled; Nedostaci uključuju nedostupnost unutrašnje šupljine za bojenje. Da bi se izbegla korozija, takve kolone treba zaštititi od prodora vlage.
Prilikom punjenja čelična cijev Beton je djelotvorna složena konstrukcija (cijev-beton), u kojoj je cijev ljuska koja ometa bočnu deformaciju zatvorenog unutar betonskog cilindra. U ovim radnim uvjetima značajno se povećava tlačna čvrstoća betona, a isključuje se gubitak lokalne stabilnosti cijevi i korozija njegove unutarnje površine.
Kroz kolone:
Stem through centralno stlačena kolona obično se sastoji od dvije grane (kanali ili I-grede), međusobno povezanih rešetkama.
Osa koja seka granama naziva se materijal; osa paralelna sa granama zove se slobodna. Udaljenost između grana se utvrđuje iz stanja jednake stabilnosti šipke.
Kanali u zavarenim kolonama su profitabilniji za stavljanje polica unutra, jer se u ovom slučaju rešetke dobijaju manje širine i bolje koriste omotač kolone.
Moćniji stupovi mogu imati ogranke valjanih ili zavarenih I-greda.
In kroz kolone od dvije grane, potrebno je osigurati razmak između polica grana (100-150 mm) za mogućnost bojenja unutarnjih površina.
Šipke velike dužine, koje nose mala opterećenja, moraju imati razvijen poprečni presjek kako bi se osigurala potrebna krutost, stoga je razumno projektirati ih iz četiri ugla spojena rešetkama u četiri ravnine. 
Takve šipke sa malom površinom poprečnog presjeka imaju znatnu čvrstoću, međutim, složenost njihove proizvodnje je radno intenzivnija od proizvodnje dvokrakih šipki.
Kada cjevasti dio grana su moguće trokutaste šipke ,
prilično tvrd i ekonomičan u smislu potrošnje metala. 
Rešetke osiguravaju zajedničko djelovanje štapnih grana kolone i značajno utječu na stabilnost stupa kao cjeline i njenih grana. Koriste se rešetke raznih sistema: od naramenica, od naramenica i potpornja, i nerezane u obliku letvica .
Ako su rešetke smještene u četiri ravnine, moguća je uobičajena shema i ekonomičnija trokutasta shema „božićnog drvca“.
U kolonama opterećenim centralnom silom moguće je savijanje slučajnih ekscentričnosti. Iz savijanja se pojavljuju poprečne sile, opažene rešetkama, koje sprečavaju pomicanje stupova u odnosu na njegovu uzdužnu os.
Svrha dizajniranja centralno komprimiranog elementa je određivanje njegovih geometrijskih dimenzija.
Prilikom odabira vrste kolone treba nastojati da dobijete najekonomičnije rješenje.
Izbor poprečnog presjeka čvrstog stupa
S obzirom na tip sekcije kolone, određujemo traženu površinu poprečnog preseka pomoću formule
N-izračunata sila u koloni, γ - koeficijent radnih uslova
Da bi se preliminarno odredio koeficijent φ (prema tabelama), specificiramo fleksibilnost kolone λ = l 0 / i
Za čvrste kolone projektnog opterećenja do 1500-2500 kN i dužine 5-6 m, fleksibilnost se može postaviti λ = 100-70, za snažnije stupove s opterećenjem od 2500-4000 kN, može se uzeti fleksibilnost λ = 70-50. S obzirom na fleksibilnost λ i pronalaženje odgovarajućeg koeficijenta in, u prvoj aproksimaciji određujemo traženu površinu i potreban radijus inercije koji odgovara datoj fleksibilnosti:. Zavisnost radijusa inercije od tipa sekcije je približno izražena formulama:;
Odavde određujemo potrebne opšte dimenzije sekcije:
Zato α 1 je otprilike 2 puta veći od α 2, dakle, potrebna veličina i, i h određuju se razmatranjima dizajna. . Nakon utvrđivanja opštih dimenzija sekcije, oni biraju debljinu polica i zidova na osnovu tražene površine i lokalnih uslova stabilnosti.
Odnos širine elemenata sekcije prema njihovoj debljini je izabran tako da su manji od graničnih odnosa uspostavljenih sa tzv. jednaka snaga šipke u cjelini i njenih elemenata.
U prvoj aproksimaciji, obično nije moguće pronaći racionalni dio koji zadovoljava 3 uvjeta (A, b, h potreban), jer fleksibilnost je data arbitrarno. Ovo je tačno. Podešavanje a, b, h vrijednosti proizvesti provjeru poprečnog presjeka
; min λ max
I napon
Ako je potrebno, napravite još jednu izmenu dimenzija sekcije, obično poslednje. Nakon konačnog izbora poprečnog presjeka, testira se određivanjem stvarnog napona. Istovremeno se uzima koeficijent is min prema stvarnoj najvećoj fleksibilnosti, pri čemu se izračunavaju stvarni momenti inercije i poluprečnici inercije primljenog dela kolone;
Stubovi strukture okvira prenose vertikalne sile na temelj. Oni rade uglavnom od vertikalnih opterećenja. Razlikujte komprimirani stupci i suspenzija. In komprimirani stupci - aksijalna kompresija i ekscentrična primjena vertikalnog opterećenja, uzrokujući dodatno savijanje. Slučajno stezanje neznatne krutosti i malih ekscentričnosti obično uzrokuju samo neznatne dodatne naprezanja, koja pri projektiranju čelični okviri ne broji.
Centralno komprimirane kolone su dizajnirane za izvijanje. Budući da mogu izgubiti stabilnost u dva smjera, izračunava se smjer s manje krutosti. Stoga su za stupove poprečni presjeci povoljniji, čiji su momenti inercije identični u odnosu na obje osi. Profili koji imaju značajnu razliku u momentima inercije mogu se koristiti za kolone samo kada je njihova stabilnost u ravnini manjeg momenta inercije osigurana stezanjem u nivou preklapanja ili dodatnih pričvršćenja u visini.
Čelični stupovi su dizajnirani sa različitim oblicima poprečnog presjeka. Zbog prisustva širokog spektra profila i mogućnosti korištenja čelika različitih jakosti, moguće je odabrati sekciju koja osigurava potrebnu nosivost kolone. Čelični stupovi mogu biti kroz sekciju. Ova vrsta sekcija se široko koristi u industrijskoj gradnji zbog pogodnosti susjednih elemenata ili u svjetlosnim stupovima kako bi se povećala njihova krutost u pravom smjeru proširenjem grana.
Suspenzije koje rade na istezanju nisu izračunate za stabilnost.
Čelični stupovi su ekonomični u poprečnom presjeku, posebno šuplje stubove sa krutošću u izvijanju. Najmanje veličine sekcija imaju solidne profile.
1. Za usporedbu, vanjske dimenzije dijelova armiranobetonskih i čeličnih stupova prikazane su s izračunatom dužinom od 3,5 m pod opterećenjem od 100 i 1000 tona. Čelični stupovi imaju poprečni presjek u obliku kutije ili čvrstog presjeka. U vanjskim dimenzijama čeličnih stupova u obzir se uzima vatrootporna obloga debljine 25 mm.
Opterećenja na kolonama i istovremeno odgovarajući poprečni presjeci kolona povećavaju se po podovima zgrade od vrha do dna. Često je poželjno imati iste vanjske dimenzije dijelova stupova u svim podovima, dok je korištenje standardnih elemenata za oblaganje i obloga stupova, ugradnja pregrada i susjednih stropova olakšano. Kada se koriste kutije i cjevasti profili, to se postiže promjenom debljine zida i korištenjem nekoliko vrsta čelika. Upotreba profila kontinualnog presjeka za stubove najniže etaže omogućava da se ostvare najmanji vanjski gabariti.
Promjena poprečnog presjeka stupova
U kolonama često korištenih I-piva PB-profila, područje presjeka može se mijenjati primjenom svijetlih, normalnih i ojačanih redova profila, kao i razreda čelika St37 i St52. Budući da profili ojačanih serija imaju velike vanjske dimenzije od istih brojeva normalnog reda, često je poželjno kombinirati ojačani red susjednog donjeg profila sa svjetlosnim i normalnim redovima najbližeg višeg reda. Na najnižim podovima, stupovi se mogu ojačati sa malim ili nikakvim povećanjem vanjske veličine profila zavarivanjem na širokopojasni čelični lim.2. Primjer promjene presjeka stupova duž visine zgrade.
I-profili
Najčešći oblik poprečnog presjeka stupova. Posebno je pogodno kada je potrebno montirati na stupove greda u oba smjera, budući da su svi elementi I-grede dostupni za vijke- 1. IPE - profil za mala opterećenja
- 2. IPB - profil sa širokim policama, najpogodniji za stupove.
4. Zavarene I-grede od široko-trakastog čelika za kolone sa vrlo velikim opterećenjima. Sa velikom debljinom lima (do 100 mm), takav profil može apsorbirati gotovo sva moguća opterećenja.
Pravokutni profili kutije
Koriste se za kolone sa velikim uzdužnim silama i savijanje u oba smera ili sa velikom slobodnom dužinom kolone sa ograničenim poprečnim presekom. Zbog glatkih vanjskih ravnina, koriste se za neoznačene stupce.5. Profil u obliku kutije dobiven iz IPB-a zavarivanjem traka na bočnim stranama.
6. Zavareni pravougaoni šuplji profil. Prema visini stupa, moguće je mijenjati površinu poprečnog presjeka promjenom debljine ploča. Minimalna debljina lima 8 mm. Zavarivanje lima može se obaviti na različite načine.
7. Čvrsti kvadratni profil koji omogućava izradu stupova s najmanjim dimenzijama poprečnog presjeka, ima visok stupanj vatrootpornosti s ograničenom zaštitom i omogućava postavljanje stupova u pregrade, čime se postiže optimalno korištenje prostora poda; troškovi obrade su zanemarivi.
8. Dvije zavarene šipke kanala. Profil je pogodan samo u nekim slučajevima, budući da se površina poprečnog presjeka može mijenjati samo zavarivanjem traka iznutra.
Cross profile
9. Profil od četiri ugla. Zbog svoje potpune simetrije i osebujnog oblika poprečnog preseka, često se koristi iz estetskih razloga. Posebno pogodan za stupove koji se nalaze na sjecištu pregrada i trebaju biti skriveni u njima.10. Profili po tipu sl. 9, ali ojačani čeličnim trakama zavarenim između uglova.
11. Profili za teške kolone od dva IRB ili čeličnog lima. Takvi poprečni presjeci posebno su pogodni za stupove s momentima savijanja u oba smjera.
Profili za šuplje valjanje
Pravougaone 12 ili kvadratne 13 cijevi sa zaobljenim perajama su vrlo lijep pogled. Upotreba za kolone zahteva posebne mere. Površine poprečnog presjeka profila s konstantnim vanjskim dimenzijama mijenjaju se povećanjem debljine zida.14. Profili kružne šuplje sekcije imaju prednost sa projektne tačke gledišta, jer imaju iste momente inercije u svim pravcima.
15. Cijevi istog vanjskog promjera mogu se razlikovati u promjenama debljine zida. Upotreba tankoslojnih cijevi zahtijeva posebne mjere. Cijena cijevi je skoro 3 puta veća u odnosu na valjane I-profile. Stoga, uprkos neznatnim troškovima izrade cjevastih stupova, u većini slučajeva ispada da su oni skuplji od stupova iz sekcija kutija (slika 6).
Poprečni presjeci
Ovi tipovi se često koriste u industrijskim zgradama. Pogodni su i za stupove. visoke zgradeako prolazi moraju proći između grana stupova ili unutar stupova, obezbjeđuje se polaganje tehničke opreme. Ove kolone imaju dimenzije poprečnog preseka veće od stupaca 5 i 6. Odvojene grane stupova su međusobno povezane pomoću traka koje su na njih pričvršćene, postavljene sa određenom visinom koja osigurava potrebnu krutost stupa pri radu na uzdužnom savijanju.16. Kolone od dva kanala. 17. Teške kolone dva I-piva PB-profila. 18 Svetleće kolone sa četiri ugla. Raspon uglova vam omogućava da promenite površinu poprečnog preseka kolona u širokom opsegu.
Privjesci
Suspenzije rade samo u zategnutosti, tako da ne moraju imati razvijeni presjek potreban za komprimirane šipke.19. Okrugli čelik, sile prijenosa kroz navoje, produžetak pomoću navojne spojke. 20. Čelični lim. 21. Dva kanala. 22. Zatvoreno žičano užad visoke čvrstoće, prijenos sila preko utisnutih rukava.
Centralno komprimirane kolone (slika 8.1, a) koriste se za podupiranje podova i podova zgrada, na radilištima, nadvožnjacima, nadvožnjacima, itd. rešetkaste rešetke i okviri (slika 8.1.6), komprimirani elementi kablovskih sistema, itd.
Stupovi prenose opterećenje od nadzemne konstrukcije do temelja i sastoje se od tri dijela određena njihovom namjenom: 1) poklopac na koji se oslanja gornja konstrukcija, opterećuje kolonu; 2) štap - glavni strukturni element koji prenosi opterećenje od vrha do baze; 3) bazu koja prenosi opterećenje od šipke do temelja.
Proračun i dizajn glavnog elementa centralno komprimirane kolone i šipke se prave jednako.
Junction points centralno stlačene šipke sa ostalim elementima strukturnog kompleksa zavise od vrste konstrukcije. Stubovi i kompresovane šipke su konstruisane gotovo isključivo od čelika.
Rad na centralnom kompresijskom i ekonomičnom po cijeni od metalnih cijevi-betonskih stupova, čija se jezgra sastoji od čelične cijevi ispunjene betonom. Prema statičkoj šemi i priroda opterećenja kolone može biti jednostruka i višeslojna. Stubovi i komprimirane šipke su čvrsti ili prolazni. Obično je poprečni presjek čvrstog stupa izveden u obliku širokokutnog I-greda, valjanih ili zavarenih, što je najpogodnije za proizvodnju pomoću automatskog zavarivanja i omogućava samo spajanje poduprtih konstrukcija. Jezgro centralno komprimirane kolone obično se sastoji od dvije grane (kanali ili I-grede), međusobno povezanih rešetkama (slika 8.4, a-c). Osa koja seka granama naziva se materijal; osa paralelna sa granama naziva se slobodna. Udaljenost između grana se utvrđuje iz stanja jednake stabilnosti šipke.
U okvirima jedne priče industrijske zgrade Koriste se tri vrste čeličnih stupova: konstantna u visini presjeka, promjenjiva visina presjeka - stepenasta i u obliku dva regala, labavo međusobno povezana, odvojena.
U kolonama konstantne visine opterećenje mostnih dizalica prenosi se na šipku kolone preko konzola, koji podržavaju nosače dizalice. Jezgra kolone može biti čvrsta ili kroz sekciju. Velika prednost kolona konstantnog poprečnog presjeka (posebno krutog) je njihova strukturalna jednostavnost, što osigurava nisku radnu intenzivnost proizvodnje. Ove kolone se koriste sa relativno malim kapacitetom dizalica (Q15-20 tona) i malom visinom radionice (N do 8-10 m).
Za teške dizalice, isplativije je preći na stepenaste stupove, koji su za jednokatne industrijske zgrade glavni tip stupova. Kranska greda u ovom slučaju leži na izbočini donjeg dijela stupa i nalazi se duž osi grane dizalice.
U zgradama sa kranovima smještenim u dva nivoa, stupovi mogu imati tri dijela s različitim dijelovima po visini (dvostupanjske stupove), dodatne konzole, itd.
Kada dizalice specijalne operacije ili napraviti otvor u gornjem dijelu stupa (širine ne manje od 1 m), ili organizirati prolaz između dizalice i unutarnje ivice gornjeg dijela stupa.
U odvojenim kolonama, kranska postolja i grana šatora povezani su fleksibilnim horizontalnim trakama u vertikalnoj ravni. Zahvaljujući tome, kranska postolja prima samo vertikalnu silu od kranova, a šator radi u sistemu poprečnog okvira i opaža sva druga opterećenja, uključujući i horizontalnu poprečnu silu od kranova.
Odvojeni tipovi kolona su racionalni kada su kranovi velikog kapaciteta niski i za vrijeme rekonstrukcije radionica (npr. Za vrijeme ekspanzije).
Proračun centralno komprimirane kontinuirane kolone
Postupak računanja
1. Priprema projektne šeme kolone.
2. Određivanje opterećenja koje djeluje na stup (također je uzdužna sila).
3. Određivanje procenjenih dužina kolone.
4. Preliminarni odabir i izgled odjeljka.
5. Provjerite odabrani odjeljak.
1. Izrada šeme dizajna
- geometrijska dužina kolone, koja se definira na sljedeći način:
,
gdje je oznaka poda prvog kata ( visina poda),
- visina glavnog snopa,
2. Određivanje opterećenja koje djeluje na kolonu
gdje je raspon glavnog snopa,
- raspon sekundarne grede,
1.02 .04 1.04 - koeficijent uzimajući u obzir vlastitu težinu stupa,
- opterećenje kolone od nadzemnih etaža.
3. Određivanje izračunatih dužina
Uzimamo izračunatu dužinu u odnosu na osi x i y jednako:
- procijenjena dužina, koja se određuje ovisno o uvjetima fiksiranja stupa na krajevima,
gdje je faktor smanjenja dužine.
4. Preliminarni odabir i izgled odjeljka
Preliminarni odabir sekcije se izvodi iz stanja stabilnosti:
,
gdje je koeficijent izvijanja, prethodno uzet u rasponu = 0,7. 0,9. prihvaćena je određena fleksibilnost l.
Iz stanja stabilnosti određujemo traženu oblast:
cm 2
U optimalnom presjeku centralno komprimirane kolone, površina police i zida su:
Širina i visina poprečnog presjeka stupa mogu se unaprijed odrediti iz uvjeta jednakosti stabilnosti. Jednaka stabilnost podrazumijeva da je fleksibilnost kolone u odnosu na osi xx i yy ista, tj. l x = l y=lgdje lodređuje se u zavisnosti od usvojenog koeficijenta izvijanja.
- fleksibilnost kolone u odnosu na x - x osu,
- fleksibilnost stupca u odnosu na y - y osu,
gdje i x i i y - radijusi inercije o osi xx i yy.
i x = a x× h; i y = a y× b,
gdje a x, a y - koeficijenti proporcionalnosti između radijusa inercije i odgovarajućih geometrijskih dimenzija.
Za zavarene I-grede se pretpostavlja da su ovi koeficijenti a x = 0.42 i a y = 0.24.
Zamijenite izraze odnosa za fleksibilnost i izrazite njihovu visinu i širinu:
I odavde
Iz uslova jednakosti stabilnosti dobijemo sekciju u kojoj je širina sekcije b oko 2 puta visine h. Ovaj dio nije konstruktivan, jer je nezgodno organizirati spoj greda, stoga ga uzimamo
h = b.
U ovom slučaju, kolona nije stabilna i može doći do gubitka stabilnosti u odnosu na osu najveće fleksibilnosti, tj. Y-osi.
Dodjeljivanjem visine i širine sekcije određujemo debljinu elemenata:
rezultirajuće dimenzije su zaokružene i usklađene sa asortimanom proizvoda na čeličnom čeliku.
Projektni zahtjevi:
Minimalna debljina: 10 mm, 6 mm;
iz stanja odnosa debljine zavarenih elemenata.
Odredite stvarne geometrijske karakteristike:
područje,
moment inercije sekcije
radijus inercije.
5. Provjerite odabrani odjeljak
Iscrpljenost nosivost Neprekidna kolona sa komprimiranim središtem može se pojaviti zbog sljedećih ograničavajućih stanja:
Gubitak ukupne stabilnosti u odnosu na osu najveće fleksibilnosti (y-osa);
Gubitak lokalne stabilnosti zida;
Gubitak lokalne stabilnosti police.
5.1. Provera stabilnosti u odnosu na osu najveće fleksibilnosti
Stabilnost:
,
Prenaponi nisu dozvoljeni;
Podnapon ne smije prelaziti 5%.
5.2. Proverite lokalnu stabilnost police
Stabilnost na polici je osigurana ako je odnos:
gdje je polica nadstrešnica
- Granični omjer prepusta police do njegove debljine uzima se prema SNiP II - 23–81 *.
5.3. Provjerite stabilnost lokalnog zida
Lokalna zidna stabilnost je osigurana ako je uslov ispunjen:
gdje je fleksibilnost zida,
– krajnja fleksibilnost zidovi, uzeti prema SNiP II - 23–81 *.
Proračun osnovnih stupova
Baza je potporni dio kolone i služi za prijenos sila iz kolone na temelj. Koristeći bazu, kruta ili zglobna kolona je povezana sa temeljom.
U slučaju čvrstog spajanja, sidreni vijci moraju biti ugrađeni u temeljni beton i zategnuti kroz matice na pločicama za sidrenje. Prilikom pričvršćivanja sidrenih vijaka potrebno je samo za fiksiranje stupa u projektiranom položaju.
Baza se sastoji od horizontalne ploče i vertikalnih ploča - poprečno.
