Проверяем устойчивость ветвей колонны из плоскости рамы относительно оси у (подкрановая ветвь).

_{По таблице 72 СНиП}

_{φу = 0.76.}

_{Выполняем проверку}

_{Условие выполняется, но сечение принято неэкономичное.}

Проверка устойчивости ветви колонны относительно у (наружная ветвь).

По таблице 72 СНиПа определяем

_{Выполняем проверку:}

Условие выполняется. Из условия равноустойчивости в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки.

_{2160=7*300=2100(см)}

По конструктивным требованиям принимаем

Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы:

• подкрановая ветвь

_{По таблице 72 СНиПа:}

_{Условие выполняется.}

• наружная ветвь

_{По таблице 72 СНиП:}

Условие выполняется.

Расчет решетки подкрановой части колонны

Поперечная сила в сечении колонны

_{Условная поперечная сила определяется по таблице в зависимости от расчетного сопротивления стали.}

_{Значение} в кН.

Расчетное сопротивление Ry кН/см2	23	24	25
	0.2*А	0.3*А	0.4*А

где А – площадь сечения части колонны

т.к. _{, то расчет решетки проводим на Qусл.}.

Находим усилие сжатия в раскосе::

где

_,

Задаемся гибкостью раскоса _{(таблица 72 СНиПа)}

_{Определяем требуемую площадь раскоса:}

где γ_сж=0.75 (сжатый уголок приваривается одной полкой)

По требуемой площади подбираем по сортаменту равнополочный уголок 90*7 мм,

Проверяем напряжение в раскосе:

Условие не выполняется.

Принимаем равнополочный уголок 100*7 мм,

Проверяем напряжение в раскосе:

_{Условие выполняется, окончательно принимаем уголок 100*7 мм.}

Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента как единого целого.

Определяем геометрические характеристики всего сечения:

_{Определяем приведенную гибкость:}

,где

_{- площадь сечения раскосов по 2 граням сечения колонны.}

_{- коэффициент, зависящий от угла наклона раскоса}

• Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь колонны

сечение 4-4:

N = 3131.26 кН,

M = 2230.9 кН*м,

по таблице 74 СНиПа и определяем

_{Проводим проверку:}

• Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь колонны

сечение 3-3:

N = 3131.26 кН,

M = 1754,3кНм,

по и определяем

_{Условие выполняется.}

Устойчивость сквозной колонны как единого целого из плоскости действия момента не проверяем, так как она обеспечивается проверкой устойчивости отдельных ветвей.

Р асчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

Для расчета проверяем прочность стыкового шва для соединения верхней и нижней части колонны по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения верхней части колонны.

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом (сечение II-II).

1. Комбинация, при которой сжата наружная полка.

M_max = 555.75 кН*м

N = 380.16 кН

• наружная полка

_{где А0 и Wx взяты из расчетов верхней части колонны.}

• внутренняя полка

2. Комбинация усилий, при которой сжата внутренняя полка.

M_max = -949.8 кН*м

N = 1002.26 кН

• наружная полка

• внутренняя полка

Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия:

_{расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности(таблица 1 СНиПа)}

_{ширина опорного ребра подкрановой балки}

_{толщина опорной плиты}

Принимаем

_{Определяем усилие во внутренней полке верхней части колонны(по комбинации дающей наибольшие усилия) по второй комбинации.}

Определяем длину шва (ш2) креплении вертикального ребра траверсы к стенке траверсы

где

по таблице 34 и 56 СНиПа определяем:

(при ручной сварке),

_{Из двух значений выбираем минимальное. Катет шва принимаем в зависимости от tтр по таблице 38 СНиПа для ручной сварки. Сталь С245.}

_{Условие не выполняется. Увеличиваем значение катета шва до 9 мм.}

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы. Для расчета крепления траверсы подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий, которые дают наибольшую опорную реакцию траверсы.

Коэффициент 0,9 учитывает, что усилия М и N приняты для второго основного сочетания нагрузок. Принимаем значение катета шва несколько больше рассчитанного = 0.9.

Требуемая длина шва:

_{Условие не выполняется.}

_{Увеличиваем значение катета шва до 10 мм.}

_{Условие выполняется, принимаем катет шва 10 мм.}

Из условия прочности стенки подкрановой балки в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы.

где

_{- расчетное сопротивление срезу}

_{tw- толщина стенки двутавра подкрановой ветви 80Б1.}

_{γс=1.1 – коэффициент условия работы}

Принимаем высоту траверсы

_{В ертикальный лист назначается по расчету высотой в пределах (0.5-0.8)*hн = (0.5-0.8)*1.5=0.75-1.2(м). Назначенная высота hтр находится в этих границах. Размеры горизонтальных ребер траверсы назначаются конструктивно, ширина назначается в пределах 10-14 мм. Нижний пояс траверсы назначаем 400*12 (мм), верхний пояс 160*12(мм) – 2 листа принимается конструктивно. Верхний пояс смещен от верха траверсы на 150 мм.}

h_тр=800 мм, t_л1= t_л2=12 мм, b_l1=400 мм, t_тр=14 мм, b_l2=160 мм.

а= t_тр-150- t_л2/2 = 644 мм.

Определяем геометрические характеристики траверсы.

Определяем центр тяжести сечения траверсы:

Определяем момент инерции сечения траверсы

Определяем прочность траверсы по нормальным напряжениям.

Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает при второй комбинации усилий.

Условие выполняется, поэтому принимаем нижний пояс траверсы 400х12 мм, верхние горизонтальные ребра из двух листов 160х12 мм.

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилий от кранов возникает при той же комбинации усилий.

где к = 1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилия D_max

Проверяем траверсу на действие касательных напряжений:

_{где Rs – расчетное сопротивление на срез.}

Условие не выполняется.

Увеличиваем высоту траверсы до 110 см.

Условие выполняется.