8.6 Расчет решетки нижней части колонны

Максимальное значение поперечной силы в колонне кН, что больше значения фиктивной поперечной силы:

кН.

В связи с этим решетку рассчитываем на большую поперечную силу кН.

Усилие сжатия в раскосе:

(8.31)

где α = 45⁰ – угол наклона раскосов решетки.

кН.

Задаемся гибкостью раскоса . Тогда в соответствии с табл. 72 [2] . Требуемая площадь сечения раскоса:

см².

где - принят в соответствии с табл. 6 [2].

Принимаем сечение раскоса из одиночного уголка 110х8 со следующими геометрическими характеристиками:

= 17,2 см²;

см;

i_min= 2,18 см.

Длина раскоса см, , тогда φ =0,575.

Напряжение в раскосе:

.

Недонапряжение в раскосе 4,9 %.

Проверку по предельной гибкости осуществляем по табл. 19* [2].

Гибкость обеспечена.

8.7 Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня

Геометрические характеристики всего сечения:

Приведенная гибкость определяется по табл. 7 [2]:

,

где

a, b – катеты (рис. 2 [2]).

.

Для комбинации усилий, догружающих шатровую ветвь:

М_ш2 = 1143,95 кНм; N_ш2 = 2305,47 кН

.

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь:

М_п1 = 824,276 кНм; N_п1 = 2290,43 кН

.

Для комбинации усилий, догружающих шатровую ветвь:

М_ш1 = 1763,485 кНм; N_ш1 = 1283,98 кН

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь:

М_п2 = 757,552 кНм; N_п2 = 2295,8 кН

Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не обязательно, т. к. эта устойчивость обеспечена при расчёте ветвей по отдельности.

Принятое сечение представлено на рис. 8.2.

Рисунок 8.2 – Сечение нижней части колонны

9 Конструирование и расчет узлов

9.1 Узел сопряжения верхней и нижней части колонны

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом

1. М = 621,863 кНм; N =-881,875 кН;

2. М =-385,127 кНм; N =-190,184кН.

Давление кранов D_max = 1644,42 кН.

Прочность стыкового шва (ш.1) проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны. Принимаем полуавтоматическую сварку сварочной проволокой Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70* в углекислом газе по ГОСТ 8050-85. Расчетное сопротивление сварного соединения , коэффициент условия работы шва γ_с = 0,95.

Первая комбинация М и N:

• наружная полка

<21,85 кН/см²;

где - расчётное сопротивление стыкового шва при растяжении.

- внутренняя полка:

< 21,85 кН/см².

Вторая комбинация М и N:

-наружная полка:

<21,85 кН/см²;

-внутренняя полка:

<21,85 кН/см².

Толщину стенки траверсы определяем из условия её смятия.

Расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности:

(9.1)

где -нормативное значение временного сопротивления для листовой стали С 235 по ГОСТ 27772-88 при t=2-20мм и t=20-40 мм;

-коэффициент надежности по материалу.

Тогда

(9.2)

где

Принимаем t_tr = 12 мм.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны (вторая комбинация):

Определяем длину шва крепления внутренней полки верхней части колонны к стенке траверсы (ш.2). Применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св08А по ГОСТ 2246-70*; d=(1,4-2) мм; (табл.38* [2]); = 0,9; = 1,05(табл.34* [2]); =180 МПа;

При этом условие

162<180<189 выполняется и следовательно, расчет можно вести только по металлу шва:

(9.3)

где γ_wf = 0,85 – коэффициент условий работы шва для климатического района I₂.

Для расчёта шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш. 3) находим наибольшую опорную реакцию траверсы. Она будет максимальной при N =-815,43 кН и М = -148,53 кНм.

Требуемая длина шва:

Увеличиваем катет шва, приняв его k_f =8 мм.

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определим высоту траверсы.

(9.4)

где t_w = 7,8 мм – толщина стенки двутавра №45Б1;

- таблица 1* [2].

Принимаем h_tr = 900 мм.

Нижний пояс траверсы принимаем из листа 360х12 мм, верхние горизонтальные ребра – из двух листов 150х12 мм.

Максимальная поперечная сила в траверсе с учётом усилия от кранов:

где =1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилия .

Касательные напряжения: