Los tres estados de compresión de la columna son compresión axial, compresión excéntrica pequeña y compresión excéntrica grande.
1. Compresión axial
Cuando la carga de una columna actúa sobre el eje de la misma, se denomina compresión axial. En este momento, la columna está estresada uniformemente, las tensiones de tensión y compresión en el eje son iguales y la columna no se doblará ni deformará. Cuando la carga es mayor, la deformación axial de la columna también será mayor y la columna puede dañarse. Por lo tanto, el efecto de la presión axial sobre las columnas es crítico y debe considerarse con mucho cuidado.
2. Compresión excéntrica
Cuando la carga sobre la columna no está en el eje de la columna, sino que se desvía una cierta distancia del eje, se llama compresión excéntrica. En este momento, la columna se esfuerza de manera desigual y la presión axial y la tensión de flexión circunferencial generadas harán que la columna se deforme. Si la distancia excéntrica es demasiado grande, la columna puede pandearse y fallar.
Cuando una columna es excéntrica, primero se doblará y luego se torcerá. Esto se debe a que cuanto mayor es la distancia excéntrica, mayor es la carga excéntrica a la que está sometida la columna y mayor es la tensión de flexión hasta que la columna se pandea. Además, el material y la forma de la sección transversal de la columna también afectarán la compresión excéntrica.
Notas y aplicaciones prácticas:
1. Notas
La tensión de la columna depende de la posición de la carga. La compresión axial no hará que la columna se doble ni deforme, pero la compresión excéntrica hará que la columna se doble primero y luego se tuerza. En el diseño real, el material, la forma de la sección transversal y la posición de carga de la columna deben seleccionarse razonablemente de acuerdo con la situación real para garantizar la seguridad y estabilidad de la columna.
2. Aplicación práctica
Si el eje centroidal donde se ubica el centro de presión axial no coincide con el eje central de cortante, la columna puede sufrir inestabilidad a flexión y torsión al realizar la sección; no tiene un eje de simetría, la inestabilidad de la columna bajo presión axial generalmente es inestabilidad de flexión y torsión. La tensión crítica de la inestabilidad torsional y la inestabilidad torsional por flexión está relacionada con la forma y el tamaño de la sección transversal de la columna, la rigidez torsional y la rigidez a la flexión, la longitud de la columna y las condiciones de apoyo, etc. El espesor de pared de la sección abierta de paredes delgadas es menor.
Las columnas de acero utilizadas en ingeniería a menudo tienen defectos, como tensión residual en la sección transversal causada por un calentamiento y enfriamiento desigual durante el laminado en caliente del acero y la soldadura estructural, desviaciones de fabricación como la flexión inicial de los componentes y la excentricidad inicial. de las conexiones de los componentes. Espere la desviación de la instalación, etc. Estos defectos reducirán la tensión crítica y el coeficiente de estabilidad. Para columnas de acero con diferentes formas de sección transversal, la reducción del coeficiente de estabilidad será diferente.