3.3.5 Проверка устойчивости подкрановой части колонны как единого составного стержня в плоскости действия изгибающего момента
Гибкость стержня
относительно свободной оси
:
(3.3.5.1)
Приведенная гибкость
(3.3.5.2)
где
(3.3.5.3)
Условная приведенная гибкость:
(3.3.5.4)
Относительный эксцентриситет для комбинации усилий, вызывающих наибольшее сжатие в подкрановой ветви,
(3.3.5.5)
По таблице 2 [1]
принимаем
и проверяем прочность:
(3.3.5.6)
Для комбинации усилий, вызывающих наибольшее сжатие наружной ветви,
(3.3.5.7)
Принимаем
и проверяем прочность:
Таким образом, устойчивость подкрановой части колонны как единого стержня в плоскости действия момента также обеспечена. Устойчивость из плоскости проверять не требуется, поскольку она гарантирована устойчивостью отдельных ветвей
3.4 Расчет узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
Схема узла представлена на рисунке 3.4.1. Сопряжение осуществляется при помощи траверсы.
Производим расчет стыковых швов А между верхней и нижней частями колонны. Для этого рассматриваем напряжения от двух комбинаций усилий.
Из таблицы расчетных сочетаний усилий выписываем для сечения 2 – 2:
,
,
,
.
Комбинация 1:
- наружная полка
(3.4.1)
- внутренняя полка
(3.4.2)
где
расчетное
сопротивление металла стыкового сварного
соединения,
.
Рисунок 3.4.1 – Схема узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
Комбинация 2:
наружная полка
(3.4.3)
внутренняя полка
(3.4.4)
Все условия выполняются, следовательно, прочность стыковых сварных швов обеспечена.
Производим конструирование траверсы.
Проверяем траверсу на прочность по торцевому смятию:
(3.4.5)
где
максимальное
давление от подкрановой балки,
;
расчетное
сопротивление стали С275 смятию,
(3.4.6)
где
временное
сопротивление стали С275,
;
.
Фактическая площадь смятия траверсы
(3.4.7)
где
ширина
распространения напряжения смятия,
(3.4.8)
где
ширина
и толщина подкрановой балки.
Определяем высоту траверсы по длине сварных швов. Для этого находим расчетное продольное усилие, воспринимаемое швами:
(3.4.9)
Требуемая длина четырех швов В:
(3.4.10)
где
коэффициент,
учитывающий ручную сварку;
катет
шва,
;
расчетное
сопротивление сварного углового шва
срезу по металлу шва для электродов
Э-42,
.
Требуемая длина сварных швов С:
(3.4.11)
где
усилие
во внутренней полке,
(3.4.12)
где
наибольшее
значение из двух комбинаций усилий;
площадь
сечения внутренней полки,
(3.4.13)
.
Принимаем высоту траверсы
(3.4.14)
,
где
толщина
полок траверсы.
Производим проверку прочности траверсы на поперечный изгиб.
Момент, действующий на траверсу:
(3.4.15)
Момент инерции в сечении относительно оси :
(3.4.16)
где
ширина
траверсы, принимаем равной ширине нижней
части колонны,
Момент сопротивления относительно оси :
(3.4.17)
Условие прочности траверсы на изгиб
(3.4.18)
Условие выполняется, следовательно, сопряжение верхней и нижней частей колонны сконструировано верно.