Геометрические характеристики сечения

Сечение нижней части сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных раскосной решеткой. Высота сечения . Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополосного двутавра, наружную – составного сечения из трёх листов (см. рис. 6).

Определим ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем . .

Усилия в ветвях колонны: 1-подкрановой и 2-наружной определяем по формулам 14.19 и 14.20[3]:

.

.

Определим требуемую площадь сечения ветвей. Для этого зададимся при которой

Для подкрановой ветви подбираем по сортаменту (двутавры стальные горячекатаные

ГОСТ 8239-89) двутавр 40:

.

Для наружной ветви принимаем просвет между внутренними гранями полок составного сечения, равный высоте сечения двутавра - Стенку принимаем из стандартного листа .

Требуемая площадь полки:

из условия местной устойчивости:

Принимаем: .

.

Геометрические характеристики ветвей:

см⁴

.

.

Уточняем положение центра тяжести: .

.

.

Изменение и отличаются от первоначально принятых значений, поэтому выполняем перерасчёт усилий.

.

.

Проверяем устойчивость ветвей из плоскости рамы:

Подкрановая ветвь:

по таблице 72 [1]

Наружная ветвь:

.

Из условия равноустойчивости ветвей в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки:

;

Окончательно принимаем - как длину, разделившую нижнюю часть колонны на равные участки. Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы:

- ветвь устойчива

- ветвь устойчива.

Расчёт решётки подкрановой части колонны.

Условная поперечная сила :

В расчёте принимаем фактическую поперечную силу .

Усилие сжатия в раскосе:

Задаёмся

Требуемая площадь раскоса:

C-245; (сжатый уголок, прикреплённый одной полкой).

Принимаем уголок стальной горячекатаный по ГОСТ 8509:

.

(таблица 72 [3])

Рисунок 6. Конструктивная схема колонны
5.6 Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единственного стержня

Геометрические характеристики сечения:

.

Приведенная гибкость:

; b=100;

;

Для комбинации усилии, догружающих наружную ветвь (сечение 1-1).

;

Так как (приложение 9[3]);

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сечение 2-2).

;

Проверки показали, что устойчивость колонны как единого стержня в плоскости рамы обеспечена. Из плоскости рамы устойчивость как единого стержня не проверяется, так как это условие устойчивость из плоскости рамы каждой ветви в отдельности.

5.7 Конструирование и расчёт узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

Расчётные комбинации усилий над уступом в сечении 2-2:

Давление кранов

Прочность стыков шва Ш-1 (рис. 7) проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны:

1-комбинация усилия:

наружная полка:

внутренняя полка:

2-комбинация:

наружная полка:

внутренняя полка:

Толщина стенки траверсы определяется из условия смятия:

.

Длина смятия определяется шириной опорного ребра подкрановой балки, которую считаем принятой равной 30 см, и толщиной опорной плиты .

Толщину стенки траверсы определяем из условия ее смятия по формуле:

(по СНиП II-23-81* п.3) для листовой стали С-245.

Принимаем толщину траверсы .

Усилие во внутренней полке верхней части колонны при действии 2-ой комбинации:

.

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (ш. 2 рис. 7).

Для полуавтоматической сварки принимаем сварочную проволоку марки Св-0.8А, принимаем по таблице 34 [1].

Назначаем:

принимаем по таблице 3 [1].

/

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы. Для расчёта шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш.3, рис. 7) составляем комбинацию, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы (сечение 2-2).

Требуемая длина шва:

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы:

, где

- толщина стенки двутавра 40 по сортаменту;

согласно таблице 1[1].

Принимаем Из конструктивных соображений т.е. .

Проверить прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M, . Найдём геометрические характеристики сечения траверсы (рис. 7). Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно 320х20 мм., верхние горизонтальные рёбра- из двух листов 160х20 мм.

Положение центра тяжести сечения:

.

Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает при 2-ой комбинации усилий.

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов:

k = 1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилий

.

Рисунок 7. Сопряжение верхней и нижней частей колонны

5.8 Расчёт и конструирование базы колонны

Ширина нижней части колонны равна 1 м. Базу проектируем раздельного типа. Расчётные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечении 4-4):

М₁=864,58 кН·м; N₁=1736,86 кН (для расчета базы наружной ветви);

М₁=-491,27 кН·м; N₁=1423,66 кН (для расчета базы внутренней ветви).

Усилия в ветвях колонны:

.

.