Виды колонн в промышленных зданиях
Каркас промышленного здания собирается из вертикально и горизонтально ориентированных элементов. К вертикальным элементам относятся колонны, которые обеспечивают необходимую строительную высоту для выполнения технологических процессов, принимают нагрузку от конструкции покрытия, принимают нагрузку от подвесного транспортного оборудования и передают ее на фундамент. Продольная сила, которая действует в сечении колонны, рассчитывается как сумма всех приложенных к колонне усилий.
Стержень колонны может быть:
- сплошного сечения, такие сечения достаточно просто изготовить, поэтому они менее трудоемки, но при ширине более 1 метра экономически более целесообразно применять сквозные сечения;
- сквозного сечения, оно состоит из двух и более прокатных элементов, соединенных между собой планками или решеткой.
В большинстве промышленных зданий используются ступенчатые колонны, которые имеют переменное сечение. В таких колонах выделяется верхняя часть, которая расположена над краном и нижняя часть, расположенная под краном. На верхнюю часть колонны действует нагрузка от веса покрытия, поэтому она имеет меньшее сечение, на нижнюю часть балки действует нагрузка от покрытия, от подкрановой балки, крана с тележкой, от перемещаемого груза, поэтому сечение будет большим.
Грузовая тележка – это одна из частей крана, предназначенная для перемещения груза по мосту или стреле крана.
Ступень является местом опирания конструкции крана.
Колонны в промышленном каркасе могут быть деревянными, железобетонными или металлическими. Выбор материала определяется исходя из условий работы, требования пожарной безопасности.
Определение расчетных длин стоек
Одной из расчетных задач является определение длин стоек, которые участвуют в передаче нагрузки.
Для того, чтобы оценить расчетную длину стойки в рамках отдельного участка или высоты этажа применятся коэффициент расчетной длины
При определении значения расчетной длины стоек постоянного сечения, а также для определенных участков одноступенчатых колонн разрешается применяться сочетание нагрузок, которое дает наибольшее значение продольной силы. Определенный таким способом коэффициент расчетной длины может быть применен и при других сочетаниях нагрузок.
Коэффициент расчетной длины напрямую зависит от того, как именно закреплены концы стойка и как приложена нагрузка:
- коэффициент приравнивается единице и не изменяет фактическую длину колонны, если она имеет шарнирное защемление с двух концов;
- коэффициент приравнивает к 0,7, если с одного конца колонна жестко защемлена, с другого конца шарнирное закрепление;
- коэффициент приравнивается к 2, если колонна имеет один свободный конец, а второй жестко защемлен;
- коэффициент приравнивает к 0,5, если колонна жестко защемлена с обоих концов.
При упругом закреплении концов стоек коэффициент расчетной длины определяется по таблице СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции».
Рисунок 1. Значение коэффициента расчетной длины при разных типах закрепления. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Если отношение высоты свободной рамы в несколько этажей к ее ширине превышает 6, то необходимо проверить рамы как составной стержень, защемленный снизу и не имеющий закрепления наверху.
Для ступенчатых колонн определение расчетных длин выполняется согласно приложению. Необходимо при этом учитывать, что ступень загружения и жесткость соседних колонн не оказывают влияние на рассчитываемую раму. Также принимается, что колонны являются неподвижно закрепленными на уровне ригелей, если рассчитывается многопролетная рама, имеющая жесткий диск покрытия или связи, расположенные в продольном направлении, которые обеспечивают геометрическую неизменяемость системы.
Расчетные длины всегда определяются на основании расчетной схемы с учетом конкретных условий работы колонны. В направлении из плоскости рамы они как правило равны расстоянию между закрепленными точками, расположенными в опоре, в подстропильных фермах, в ригелях и в связях.
