Калькулятор колонны
Возможности калькулятора колонны
Инструмент для инженеров-конструкторов, проектировщиков и студентов строительных специальностей.
Стальная колонна по СП 16.13330
Расчёт центрально-сжатой колонны на устойчивость. Автоматический подбор двутавра колонного типа (К), трубы или уголка. Коэффициент phi по кривым устойчивости.
Ж/б колонна по СП 63.13330
Подбор продольной арматуры для железобетонной колонны. Учёт гибкости, случайного эксцентриситета и коэффициента eta. Бетон B15-B50, арматура A240-A600.
Деревянная стойка по СП 64.13330
Расчёт деревянной колонны на устойчивость при центральном сжатии. Цельная и клееная древесина. Коэффициент продольного изгиба phi.
Критическая сила Эйлера
Расчёт гибкости стержня, радиуса инерции, критической силы и критического напряжения. Четыре типа закрепления концов (mu = 0.5...2.0).
Фундамент под колонну
Определение размеров подошвы столбчатого фундамента. Проверка давления на грунт, расчёт высоты и объёма бетона. Квадратный и прямоугольный варианты.
Сортамент и пресеты
Встроенные базы данных стальных профилей: двутавры К по ГОСТ 26020, трубы по ГОСТ 10704, уголки по ГОСТ 8509. Готовые пресеты для типовых случаев.
Расчёт колонны: теория устойчивости
Колонна --- вертикальный сжатый элемент, воспринимающий продольные нагрузки от перекрытий и покрытий и передающий их на фундамент. Главная опасность для колонны --- потеря устойчивости (продольный изгиб), а не разрушение от сжатия. Чем длиннее и тоньше стержень, тем ниже его несущая способность по сравнению с прочностью материала на сжатие.
Основной параметр --- гибкость λ = l0 / imin, где l0 --- расчётная длина стойки, imin --- минимальный радиус инерции сечения. Расчётная длина зависит от условий закрепления концов: l0 = μ · L. Для шарнирных опор μ = 1.0, для защемлённых μ = 0.5, для консоли μ = 2.0.
При проектировании по российским нормам используются коэффициенты устойчивости φ, которые зависят от условной гибкости стержня. Наш калькулятор выполняет расчёт по нормативным документам СП 16.13330 (сталь), СП 63.13330 (ж/б) и СП 64.13330 (дерево).
Типы колонн и материалы
Выбор материала и сечения определяет несущую способность и экономичность конструкции.
Стальная колонна
Двутавры колонного типа (К), широкополочные (Ш), трубы круглые и квадратные. Высокая прочность при малых сечениях. Расчёт по СП 16.13330 через коэффициент φ по кривым устойчивости.
Ж/б колонна
Наиболее распространённый тип в жилом и промышленном строительстве. Квадратное или прямоугольное сечение, симметричное армирование. Расчёт по СП 63.13330 с учётом эксцентриситета и продольного изгиба.
Деревянная стойка
Применяются в малоэтажном и каркасном строительстве. Брус, бревно или клееная древесина. Расчёт по СП 64.13330. Ограничение гибкости λ ≤ 120.
Коэффициенты расчётной длины μ
| Закрепление | μ | Описание |
|---|---|---|
| Шарнир --- шарнир | 1.0 | Классический случай Эйлера (одна полуволна) |
| Заделка --- шарнир | 0.7 | Один конец защемлён, другой свободно поворачивается |
| Заделка --- заделка | 0.5 | Оба конца жёстко закреплены (наиболее выгодная схема) |
| Заделка --- свободный | 2.0 | Консольная стойка (наименее выгодная схема) |
Нормативная база
СП 16.13330.2017
Стальные конструкции. Коэффициенты устойчивости φ при центральном и внецентренном сжатии. Предельные гибкости.
СП 63.13330.2018
Бетонные и ж/б конструкции. Расчёт сжатых элементов с учётом продольного изгиба, подбор арматуры.
СП 64.13330.2017
Деревянные конструкции. Коэффициент продольного изгиба φ, предельные гибкости, расчётные сопротивления.
Формулы расчёта колонны
Критическая сила Эйлера
Формула Эйлера определяет максимальную сжимающую силу, при которой идеально прямой стержень теряет устойчивость: Ncr = π²EI / l0², где E --- модуль упругости материала, I --- минимальный момент инерции сечения, l0 --- расчётная длина. Формула справедлива при напряжениях ниже предела пропорциональности.
Устойчивость стальной колонны
По СП 16.13330 условие устойчивости: N ≤ φ · A · Ry · γc, где φ --- коэффициент устойчивости (зависит от условной гибкости), A --- площадь сечения, Ry --- расчётное сопротивление стали. Предельная гибкость для колонн λ ≤ 180. Подбор стального сечения также рассматривается в расчёте нагрузок.
Железобетонная колонна
Расчёт по СП 63.13330 учитывает случайный эксцентриситет (не менее h/30, l0/600 или 10 мм) и влияние продольного изгиба (коэффициент η). Арматура подбирается симметрично для двух граней. Минимальный процент армирования --- 0.1%. Подробнее об арматуре --- в отдельном калькуляторе.
Фундамент под колонну
Площадь подошвы столбчатого фундамента определяется из условия: p = N / A ≤ R, где R --- расчётное сопротивление грунта основания. Высота фундамента --- из условия продавливания. Также полезен калькулятор фундамента для ленточных и плитных вариантов.
Часто задаваемые вопросы
Был ли этот калькулятор полезен?
Инструмент справочный — не заменяет эксперта
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Профессиональные решения — медицинские, финансовые, инженерные — должны приниматься только после консультации с квалифицированным специалистом. Не используйте автоматический расчёт как единственное основание для важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший из-за использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию результатов.
Похожие калькуляторы
Калькулятор балки: момент, прогиб, подбор сечения
Расчёт балки на изгиб и прогиб. Подбор стального двутавра, деревянной и ж/б балки. Эпюры моментов и поперечных сил.
/beam-calculatorКалькулятор стальных конструкций: прочность, болты, сварка, ферма
Расчёт стальных конструкций по СП 16.13330: прочность, болтовые и сварные соединения, фермы, сортамент проката.
/steel-structure-calculatorКалькулятор деревянных конструкций: балка, стропила, кубатура
Расчёт деревянных конструкций: балки, стропила, стойки по СП 64. Кубатура пиломатериалов, огне- и биозащита.
/timber-calculatorКалькулятор нагрузок на конструкции: постоянные, временные, ветер, снег
Расчёт нагрузок по СП 20.13330: постоянные, полезные, ветровые, снеговые. Комбинации нагрузок с коэффициентами надёжности.
/structural-load-calculatorКалькулятор плиты перекрытия: монолит, ПК, арматура, прогиб
Расчёт монолитной и сборной плиты перекрытия. Подбор арматуры по СП, проверка прогиба, продавливание, объём бетона.
/slab-calculatorКалькулятор армирования: площадь, анкеровка, хомуты, спецификация
Расчёт арматуры: площадь As, подбор стержней, длина анкеровки и перехлёста, поперечная арматура, масса и стоимость.
/reinforcement-calculatorКалькулятор сейсмических нагрузок: СП 14.13330, ОСР-2015
Расчёт сейсмических нагрузок по СП 14.13330: линейно-спектральный метод, динамичность, распределение по этажам.
/earthquake-calculatorКалькулятор ветровой нагрузки: СП 20.13330, районы, k(z)
Расчёт ветровой нагрузки по СП 20.13330: статическая и пульсационная составляющие, коэффициент k(z), аэродинамика.
/wind-load-calculatorКалькулятор снеговой нагрузки: СП 20.13330, районы, mu
Расчёт снеговой нагрузки по СП 20: снеговые районы I-VIII, коэффициент формы mu, снеговые мешки, наледь.
/snow-load-calculatorРасчёт стропильной фермы
Расчёт треугольной симметричной фермы методом вырезания узлов: реакции опор, усилия в поясах/стойках/раскосах, подбор сечений по СП 16.13330. Снеговая нагрузка по СП 20.13330.
/raschet-stropilnoj-fermy-onlajnКалькулятор лестницы
Высота и глубина ступеней, угол наклона и длина косоура. Формула Блонделя. Нормы СНиП и ГОСТ.
/stairs-calculatorРасчёт фундамента дома
Подбор типа фундамента, расчёт нагрузок по СП 20, объём бетона, арматуры, опалубки. По СП 22.13330.2016.
/raschet-fundamenta-doma-onlajnРасчёт тепловой завесы онлайн
Калькулятор мощности и длины тепловой завесы для входов магазинов, складов, гаражей. По СП 60.13330.2020.
/raschet-teplovoj-zavesy-onlajnКалькулятор теплоизоляции (R-значение, U-значение)
Расчет толщины утеплителя и конвертер R-value ↔ U-value. Таблица теплопроводности материалов (минвата, пенопласт и др).
/insulation-calculatorКалькулятор арматуры
Расчет веса арматуры по длине и диаметру. Таблица весов ГОСТ 5781-82. Узнайте сколько весит метр арматуры.
/rebar-calculator