Słupy złożone
ściskane pionowo elementy o przekroju składającym się z dwóch lub więcej gałęzi, połączonych przewiązkami lub skratowaniem. Główna zaleta to możliwość zachowania względem obu osi jednakowej sztywności, wada – bardziej pracochłonne wykonanie. Przekrój trzonu słupa złożonego składa się najczęściej z dwóch ceowników lub dwuteowników walcowanych na gorąco. Przy bardzo dużych obciążeniach gałęzie słupa złożonego są spawane z blach. Przekroje z 4 kątowników projektuje się do ściskanych elementów o znaczniejszych wysokościach, wymagających dużych sztywności. Przekroje pojedynczych gałęzi słupa, połączonych przewiązkami lub skratowaniem uważamy za układ współpracujący. Długości wyboczeniowe słupów złożonych przyjmuje się wg nomogramu. Smukłość słupa względem osi materiałowej λx=lex/ix Przewiązki lub skratowania znacznie zwiększają sztywność przekroju względem osi y-y – uwzględnia się λm=√(λy2+λv2); gdzie λv –uwzględnia wpływ przewiązek lub skratowania, λy –smukłość gałęzi względem osi y-y; λy=ley/iy.
ZASADY PROJEKTOWANIA: dobór przekroju trzonu zaczyna się od obliczenia wymaganego pola przekroju na podstawie danych osiowego obciążenia obliczeniowego i wytrzymałości obliczeniowej materiału. Następnie dobieramy kształtownik z tablic i określamy klasę przekroju i współczynnik niestateczności miejscowej ϕp , ϕpe i nośność ścianek gałęzi w stanie krytycznym lub nadkrytycznym. Sprawdzamy naprężenia w gałęziach w których wsp. wyboczenia ϕi przyjmuje się na podstawie λx. Dobieramy rozstaw gałęzi a, aby λx≥λm.
Słupy osiowo ściskane – przekroje trzonów słupów pełnościennych są z wyrobów walcowanych, walcowanych wzmacnianych blachami, spawanych dwuteownikowych. Do najczęściej projektowanych przekrojów trzonów, obciążonych umiarkowanymi siłami osiowymi, zaliczamy przekroje dwuteowe z blach. Zalecenia: hw=(1/15do1/20)H; tw=6-12mm; bf≤30tw. Pasy i środniki należy już we wstępnej fazie projektowej zakwalifikować do klasy przekroju, a dla ścianek klasy 4 tych elementów obliczyć współczynniki niestateczności miejscowej i nośność w stanie krytycznym i nadkrytycznym. Półki i środniki wyrobów walcowanych z reguły należą do klas 1, 2, 3.
Wymiarowanie: określamy kształt i pole przekroju poprzecznego, sprawdzamy klasę, współczynnik niestateczności miejscowej, współczynnik wyboczeniowy; liczymy max smukłość i nośność Nc/(ϕ*NRc)<1.
Głowica jest górną częścią słupa, której zadaniem jest przeniesienie obciążenia od konstrukcji położonej wyżej. Głowice projektuje się jako przegubowe (sztywne poł. górnego końca słupa z belką tworzy elem. konstr. nazwany narożem). Kształt głowicy zależy od poprzecznego trzonu słupa, konstrukcji połączenia.
Połączenia i styki słupów Ze względu na realizację schematu statycznego dolnego końca słupa, a więc zdolności do obrotu rozróżnia się: (stopa –poł. słupa z fundamentem, stopa przekazuje obciążenie z trzonu na fundament): * przegubowe -umożliwiające swobodny obrót w płaszczyźnie yz; * sztywne –umożliwiające swobodny obrót względem fundamenty w płaszczyźnie yz; Należy dobrać odpowiedni kształt blachy czołowej i odpowiedni rozstaw śrub fundamentowych. Mogą być projektowane stopy o: jednoliniowej lub różnej zdolności do obrotu w dwóch prostopadłych płaszczyznach. Liczymy nośność śrub fundamentowych i długość zakotwienia śrub. W stopach przegubowych stosuje się zakotwienie lekkie na śruby fajkowe, młotkowe, rozporowe przenoszące niewielkie siły rozciągające podczas montażu. Śruby fundamentowe stopy sztywnej słupa o λ>100 powinny przenieść obciążenia rozciągające występujące podczas montażu oraz obciążenia rozciągające od momentu zginającego. Stopy sztywne kotwi się na śruby płytkowe lub młotkowe. Zaleca się stosowanie blach
Nośność słupa zależy od: kształtu przekroju poprzecznego, długości wyboczeniowej i wytrzymałości obliczeniowej.
Wyboczenie słupa kształt krzywych wyboczenia słupów zależy od stopnia podatności węzłów łączących belki i słupy danej kondygnacji. Aby zmniejszyć długości wyboczenia projektuje się pośrednie usztywnienie słupa. Słup osiowo ściskany może przy odpowiednio dużej sile ulec wygięciu. Najmniejszą siłą ściskającą Pcr przy której istnieje możliwość wyboczenia nazywa się siłą krytyczną na wyboczenie. Wielkościami charakteryzującymi pręty podlegające wyboczeniu są długość wyboczeniowa i smukłość słupa.
Obliczenie obciążenia krytycznego dla słupów: algorytm liczenia: # cechy geometryczne przekroju (Iy, Iτ, Iω, ys, A0) # siły krytyczne przy ściskaniu osiowym: *wyboczenie giętne Ny=Ncr; *wyboczenie skrętne Nz=Ncr; *wyboczenie giętnoskrętne elementów o przekroju monosymetrycznym Nyz=Ncr.