Колонны: конструктивные и расчетные схемы

Стальные колонны. Простейшие стальные колонны, которые и будут рассматриваться в учебнике, прикрепляются к фундамен­там с помощью опорных плит (относительно толстых стальных ли­стов) и анкерных болтов. Они не обеспечивают жесткого защем­ления внизу и обладают податливостью, поэтому такое закрепле­ние считается шарнирным (рис. 4.14).

При необходимости обеспечить жесткое защемление прикреп­ления колонны к фундаменту используют более сложную конструк­цию траверсы (рис. 4.15). Из рисунка видно, что поворот нижнего сечения колонны или опорной плиты практически исключается.

Балки к колоннам могут прикрепляться как шарнирно, так и жестко. Пример шарнирного соединения балки с колонной пока­зан на рис. 4.16, при таком креплении возможен поворот торцево­го сечения. Пример жесткого соединения изображен на рис. 4.17, где балка через опорное ребро передает нагрузку на опорный сто­лик колонны, а жесткое присоединение балки к колонне обеспе­чивается болтами, которые исключают поворот сечений, т.е. дела­ют узел жестким. При этом следует понимать, что жесткость соеди­нения балки с колонной зависит не от того, опирается она сверху или сбоку, а от способа соединения, обеспечивающего или не обес­печивающего возможность поворота. Опирание балки сверху мож­но сделать жестким, а примыкание сбоку шарнирным (если убрать часть болтов, оставив их только в нижней части соединения).

Железобетонные колонны. Наиболее распространенные случаи соединения железобетонных колонн с фундаментом приведены на рис. 4.18, а. Колонны жестко заделываются в стакане фундамента с помощью монолитного бетона, что дает основание считать ниж­нюю часть колонны жестко заделанной на уровне обреза фунда­мента. Это справедливо, если размеры фундамента значительны и не дают возможности повернуться колонне вместе с фундамен­том. Если размеры фундамента невелики, а колонна достаточно мощная, то возможен ее поворот вместе с фундаментом, что боль­ше соответствует шарнирной опоре (рис. 4.18, б).

Балки или фермы могут опираться сверху на колонну, в этом случае они крепятся с помощью анкерных болтов с гайками или при помощи приварки закладных деталей монтажными сварны­ми швами. Подобное соединение можно считать шарнирным (рис. 4.19). В многоэтажных железобетонных каркасах опирание ригеля выполняется на консоль колонны, и в случае, когда при­няты специальные меры, исключающие поворот опорного сече­ния ригеля, узел крепления считается жестким (рис. 4.20). Если крепление ригелей к консолям колонн осуществлено просто при­варкой закладных деталей, соединение считается шарнирным.

Для определения расчетных длин железобетонных колонн мно­гоэтажных зданий следует пользоваться указаниями п. 3.25, а од­ноэтажных - табл. 32 СНиП 2.03.01-84*.

Деревянные стойки. Наиболее простой и распространенной конструкцией сопряжения деревянных стоек с лежнем и прого­ном является конструкция, изображенная на рис. 4.21. Очевидно, что и вверху и внизу закрепление с помошью скоб и шипов явля­ется шарнирным. В деревянных стойках вообще трудно обеспе­чить жесткое защемление. Даже если замонолитить нижний ко­нец стойки подобно железобетонной колонне в фундаменте, то из-за неизбежной со временем усушки древесины защемление будет частичным, что и учитывается в расчетах.

Кирпичные колонны. За редким исключением, кирпичные ко­лонны опираются внизу на фундамент, и на них свободно опира­ются балки — как правило, без специальных приспособлений (ан­керов, обойм и т.д.), а это значит, что оба конца колонны в таком случае являются шарнирными (рис. 4.22).