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
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
Отказ от ответственности
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным 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.
Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.
Похожие инструменты
Калькулятор поведенческой психологии: подкрепление, угасание и matching law
Расчёты поведенческой психологии онлайн: графики подкрепления (FR/VR/FI/VI), закон Херрнстейна, дисконтирование Мазура, ABC-анализ.
Калькулятор газовых законов
Расчёт параметров газа по уравнению идеального газа PV=nRT, законам Бойля-Мариотта, Шарля, Гей-Люссака. Конвертация единиц давления и объёма.
Генератор хешей MD5 и SHA (онлайн)
Создать хеш MD5, SHA-1, SHA-256, SHA-512 онлайн. Генератор контрольных сумм для текста и паролей.
Калькулятор туриста: бюджет, валюта и виза
Конвертер валют, расчет бюджета поездки и стоимости визы/страховки. Универсальный инструмент планирования путешествий.
Калькулятор пружины (закон Гука)
Сила пружины, потенциальная энергия, период колебаний. Последовательное и параллельное соединение пружин.
Калькулятор зелёного строительства: CO₂, вода, GREEN ZOOM
Расчёт экологических показателей здания. Углеродный след, водоэффективность, баллы GREEN ZOOM / LEED, анализ жизненного цикла, зелёная кровля.
Калькулятор фармакологии
Фармакокинетика: период полувыведения, клиренс, объём распределения, стационарная концентрация, нагрузочная доза, терапевтический индекс.
Калькулятор надёжности
Расчёты надёжности: Вейбулл, системная надёжность, испытания, анализ отказов, резервирование
Калькулятор органической химии
Степень ненасыщенности (IHD), теоретический выход реакции, молекулярная формула, pKa кислот, Rf для ТСХ, свойства растворителей.
Калькулятор кривой обучения (модель Райта)
Расчёт производственной кривой обучения по модели Т.П. Райта (1936), когнитивная кривая ACT-R, экономия от обучения и перенос навыков (Джуд-Торндайк).
Калькулятор код-ревью: время, размер PR, дефекты, нагрузка
Комплексный калькулятор код-ревью: оценка времени проверки кода, анализ размера PR (XS/S/M/L/XL), покрытие ревью и bus factor, плотность дефектов и escape rate, нагрузка команды ревьюеров, метрики качества (churn, rework, first-pass yield).
Калькулятор теории кристаллического поля
Расчёт ЭСКП, расщепление d-орбиталей в октаэдрическом и тетраэдрическом полях, высокоспиновые и низкоспиновые комплексы, магнитный момент.
Калькулятор темпа плавания
Рассчитайте темп плавания, время на дистанции, SWOLF и CSS (критическую скорость плавания). Для пловцов и триатлетов.
Калькулятор амортизации кредита (график платежей)
Рассчитайте аннуитетные и дифференцированные платежи по кредиту. График погашения, переплата, досрочное погашение.
Калькулятор дебиторской задолженности
Рассчитайте оборачиваемость дебиторской задолженности, DSO, резерв по сомнительным долгам и проведите aging-анализ просрочки.