7.4 Подбор сечения нижней части колонны

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединённых решёткой. Высота сечения . Подкрановую ветвь колонны принимаю из широкополочного двутавра, наружную – составного сварного сечения из трёх листов.

Для определения ориентировочного положения центра тяжести принимаю ;

, (3.36)

;

, (3.37)

;

, (3.38)

;

Усилие в подкрановой ветви:

, (3.39)

;

Усилие в наружной ветви:

, (3.40)

;

Требуемая площадь для подкрановой ветви:

, (3.41)

;

По сортаменту подбираю двутавр №40Б1

; ; ; ; ;

Для наружной ветви:

, (3.42)

;

, (3.43)

;

, (3.44)

, принимаю

Требуемая площадь площадок:

, (3.45)

.

Из условия местной устойчивости полки швеллера , принимаю , , .

Геометрические характеристики ветви:

, (3.46)

;

, (3.47)

;

, (3.48)

;

, (3.49)

;

, (3.50)

;

, (3.51)

;

, (3.52)

.

Положение центра тяжести сечения колонны:

, (3.53)

;

, (3.54)

;

.

Отличие от первоначально принятых размеров мало, поэтому усилия в ветвях не пересчитываю.

Проверка устойчивости ветвей из плоскости рамы (относительно оси ) .

Подкрановая ветвь:

;

По приложению 7 Е.И. Беленя «Металлические конструкции» .

, (3.55)

.

Наружная ветвь:

;

По приложению 7 Е.И. Беленя «Металлические конструкции» .

, (3.55)

.

Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы, требуемое расстояние между узлами решётки:

,

;

Разделив нижнюю часть колонны на целое число панелей , принимаю .

Проверяю устойчивость ветвей в плоскости рамы (относительно осей , ).

Для подкрановой ветви:

, (3.56)

;

По приложению 7 Е.И. Беленя «Металлические конструкции» .

;

Для наружной ветви:

, (3.57)

;

По приложению 7 Е.И. Беленя «Металлические конструкции» .

.

Расчёт решётки подкрановой части колонны. Поперечная сила в сечении колонны .

Условная поперечная сила:

, (3.58)

,

Расчёт решётки произвожу на .

Усилие сжатия в раскосе:

, где (3.59)

, (3.60)

, (3.61)

,

,

.

Задаюсь , ,

Требуемая площадь раскоса:

, (3.62)

,

Принимаю уголок : , ;

, (3.63)

,

,

По приложению 7 Е.И. Беленя «Металлические конструкции» .

, (3.64)

.

Рисунок 8 – Верхнее сечение колонны

Рисунок 9 – Нижнее сечение колонны

Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня.

Геометрические характеристики всего сечения:

, (3.65)

;

, (3.66)

;

;

, (3.67)

.

Приведённая гибкость:

, где (3.68)

- коэффициент, зависящий от угла наклона раскосов, при

принимаю ;

- площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны;

;

, (3.69)

.

Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь , ;

, (3.70)

;

По приложению 9 Е.И. Беленя «Металлические конструкции» .

, (3.71)

.

Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.

7.5 РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УЗЛА СОПРЯЖЕНИЯ ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ ЧАСТЕЙ КОЛОННЫ

Расчётные комбинации усилий в сечении над уступом:

1. , ;

2. , ;

Давление кранов .

Прочность стыкового шва проверяю по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны.

Первая комбинация и :

-наружная полка

, (3.72)

;

-внутренняя полка

, (3.73)

;

Вторая комбинация и :

-наружная полка

, (3.74)

;

-внутренняя полка

.

Толщина стенки траверсы определяю из условия смятия:

, где (3.75)

, где (3.78)

Принимаю , , ;

,

, принимаю .

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

, (3.79)

.

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы:

, (3.80)

Применяю полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, , , . Назначаю , , , ;

, (3.81)

;

;

, (3.82)

;

В стенке подкрановой ветви делаю прорезь, в которую завожу стенку траверсы. Для расчёта шва крепления траверсы к подкрановой ветви составляю комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы. , ;

, (3.83)

;

Требуемая длина шва:

, (3.84)

;

;

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

, где (3.85)

- толщина стенки ;

- расчётное сопротивление срезу фасонного проката из стали

;

, принимаю ;

Проверяю прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями , и . Нижний пояс траверсы принимаю конструктивно из листа , верхние горизонтальные рёбра – из двух листов .

Геометрические характеристики траверсы.

Положение центра тяжести сечения траверсы:

, (3.88)

;

, (3.89)

.

Максимальный изгибающий момент в траверсе (вторая комбинация):

, (3.90)

;

, (3.91)

.

Максимальная поперечная сила в траверсе с учётом усилия от кранов:

, где (3.92)

- коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилия , 1,2;

;

, (3.93)

;

Условие не выполняется конструктивно принимаю , тогда:

.

Рисунок 10 – Сечение траверсы