§1.Общая характеристика конструкции.

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 (рис.6, а): оголовок 1, на который опирается поддерживаемая конструкция; стержень 2, воспринимающий нагрузку, и базу 3, 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.

§2.Технология изготовления сварных конструкций

Базы и сопряжения с балками. 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 или башмаком. Различают жесткие и шарнирные базы. Существует несколько конструктивных решений башмаков. 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.Плиту базы изготавливают из толстолистового проката (до 50 мм). Для уменьшения толщины плиты в конструкцию базы включают траверсы или ребра различных типов (рис. 7, б, в). Причем при креплении анкерных болтов через столики опирание считается

жестким. Плиту базы рассчитывают на воздействие отпора фундамента, которое с некоторым запасом надежности считается равномерным (рис. 7, д). Опорные плиты центрально-сжатых колонн имеют квадратную форму, при базах с траверсами они могут быть и прямоугольными. Отдельные участки плиты можно рассматривать как плиты, имеющие различные условия опирания: на четыре канта (случай I), три канта (случай II) или консольные (случай III) (рис. 7, е). Центральную передачу нагрузки на колонны обеспечивают с помощью верхнего опирания балок через торцевые ребра, передающие опорные давления через центрирующую опорную плиту в голове колонны (рис. 7 з, и), причем такой стык является, как правило, шарнирным. Жесткий стык можно создавать при опирании балок на колонны сбоку (рис. 7, к). В этих стыках вертикальные усилия воспринимаются опорными столиками, привариваемыми к полкам и стенкам, а горизонтальные усилия и опорные изгибающие моменты передаются с помощью болтового соединения.

Рис.7. Расчетные схемы опирания и узлы сопряжения колонн с фундаментами и балками.

а — шарнирное опирание колонны; б, в—варианты усиления опорной плиты колонны; г—вариант жесткого закрепления болтов; д, е — схемы расчета плиты базы колонны; ж — к расчету ребер траверсы опорной базы; з, и — центрирующие опорные плиты; к — жесткий стык; торец колонны; 1 — анкерные болты; 2 — база колонны; 3 — бетон омоноличивания; 4 — отверстия для установочных болтов; 5 — планки, приваренные к плите; 6 — отверстия для анкерных болтов; 7 — ребра; 8 — консольный выступ; 9 — траверса; 10 — столик