30. Оптимальная, минимальная, строительная высота балки?

Строительная высота - это габаритный размер, задаваемый конструктору. Он зависит от общей конструктивной схемы здания. Минимальная высота — наименьшая высота балки, при которой соблюдаются требования необходимой жесткости, т. е. прогиб балки не превосходит предельно допустимого. Оптимальная высота—это такая, при которой балка с заданным моментом сопротивления W имеет наименьший расход материала.

31. Из каких условий подбирается сечение составных балок?

В составных балках изгибающий момент, действующий в поперечном сечении, неодинаков по всей длине балки, он максимален в середине пролета и уменьшается к опорам. В этой связи на приопорных участках балок можно уменьшить поперечное сечение и сэкономить металл. Сечение уменьшается в основном за счет изменения толщины и ширины полок, причем последнее предпочтительнее. Расчеты показали, что экономически выгодно уменьшать сечение (при пролетах более 12 м) один раз в полупролете на расстоянии а=1/6 пролета от опоры. Уменьшенную ширину полки подбирают по действующему изгибающему моменту.

32. Металлические колонны и стойки. Типы сплошных и сквозных колонн, сечения сплошных и сквозных колонн. Расчет и конструирование центрально сжатых колонн?

Колонной называют вертикальный стержень, воспринимающий сжимающие усилия и передающий давление на лежащие ниже части сооружения или на фундамент. Колонны применяют для поддержки перекрытий и покрытий, стенового ограждения, а также конструкций инженерных сооружений — путепроводов, эстакад, бункеров, галерей и т. д. В колонне различают три основные части : оголовок , на который опирается поддерживаемая конструкция; стержень , воспринимающий нагрузку, и базу , передающую давление колонны на фундамент или лежащую ниже конструкцию. Металлические колонны изготовляют, как правило, из стали, алюминиевые сплавы используют очень редко вследствие низкого модуля упругости.

Классификация колонн. В зависимости от условий нагружения различают центрально-сжатые и внецентренно сжатые колонны. В центрально-сжатых колоннах продольная сила приложена вдоль оси колонны и вызывает равномерное сжатие сечения (см. рис. 6.1,а). Конструкция поперечного сечения стержня колонн может быть сплошной или сквозной. Выбор типа поперечного сечения зависит от минимального расхода металла и наименьшей трудоемкости изготовления. Сплошные колонны менее трудоемки, чем сквозные, однако при значительных нагрузках и большой высоте более рациональными могут оказаться сквозные колонны. Сквозные колонны, состоящие из отдельных ветвей, соединяют между собой системой планок или решеток, причем последние применяются при больших нагрузках. Тип поперечного сечения колонн должен назначаться с учетом действующих нагрузок и условий устойчивости.

33. Базы колонн. Типы и конструкции баз. Расчет и конструирование баз центрально и внецентренно сжатых колонн?

Чтобы обеспечить равномерную передачу давления от колонны на фундамент, а также закрепление нижнего конца колонны в соответствии с расчетной схемой создают специальную конструкцию, называемую базой. Различают жесткие и шарнирные базы. Существует несколько конструктивных решений баз. В самом простом случае при относительно небольших нагрузках база центрально-сжатой колонны представляет собой опорную плиту, к которой приваривается стержень колонны (рис. 7, а). Такое крепление обычно считается шарнирным. При этом нижний торец колонны фрезеруют, а верхнюю часть плиты прострагивают, чтобы обеспечить плотный контакт.. Опорные плиты центрально-сжатых колонн имеют квадратную форму, при базах с траверсами они могут быть и прямоугольными. В центрально-сжатых колоннах продольная сила приложена вдоль оси колонны и вызывает равномерное сжатие сечения Внецентренно сжатые колонны работают на восприятие совместного действия продольной силы и изгибающего момента. Конструкция поперечного сечения стержня колонн может быть сплошной или сквозной . Выбор типа поперечного сечения зависит от минимального расхода металла и наименьшей трудоемкости изготовления.