3. Розрахунок нижньої частини колони

Підбір перерізу нижньої частини колони

Переріз нижньої частини колони наскрізний, який складається з двох гілок, з’єднаних решіткою. Висота перерізу . Підкранову гілку колони приймаємо з нормального двотавра, зовнішню  таку ж саму.

Визначаємо зусилля у гілці:

,

де  поздовжня сила в перерізі 4-4.

 згинальний момент у перерізі 4-4.

Визначаємо необхідну площу перерізу однієї гілки:

.

За сортаментом ( [1], с. 340 ) приймаємо потріб­ний переріз двотавру  №45Б1. Виписуємо його геометри­чні характеристики:

; ; ;

; ;

; ; ;

; .

Знаходимо відстань між осями двох гілок:

Уточнюємо зусилля у гілці нижньої частини колони:

.

Перевіряємо стійкість гілки колони.

• У площині рами.

Визначаємо гнучкість гілки

.

Знаходимо за ([3], с. 80, табл. №72) коефіцієнт поздовжнього згину. .

Перевіряємо:

.

• З площини рами.

Визначаємо гнучкість гілки

.

Знаходимо за ([3], с. 80, табл. №72) коефіцієнт поздовжнього згину. .

Перевіряємо:

.

Перевірка стійкості нижньої частини колони в ці­лому.

Перевіряємо стійкість колони як єдиного стриженя складеного перерізу. Для цього необхідно знайти приве­дену гнучкість стрижня, яка залежить від перерізу роз­косів. Тому приймаємо переріз елементів решітки колони. Розкоси решітки приймаємо з рівнополичкових кутиків пе­рерізом . Розкоси решітки розраховуємо на більшу з поперечних сил: фактичну і умовну, яка визначається за формулою:

.

З двох поперечних сил приймаємо найбільшу за розрахун­кову: .

Довжина розкоса решітки визначається за формулою:

,

де  кут нахилу розкосу решітки.

Потрібні геометричні характеристики перерізу роз­коса:

Гнучкість розкоса:

за ([3], с.80, табл. 72).

Перевіряємо стійкість розкоса:

 коефіцієнт умов роботи, який приймаємо за ([3], стр.8, табл. № 6*).

Приведена гнучкість стрижня наскрізної колони ви­значаємо за формулою:

,

де  гнучкість стрижня колони відносно вільної осі. Визначається за формулою:

, де  радіус інерції відносно вільної осі.  момент інерції відносно вільної осі. Визнача­ється за формулою:

;

;

.

 коефіцієнт, що визначається за формулою:

.

 площа двох розкосів: .

 площа перерізу колони, яка складається з двох дво­таврів:

.

Тоді отримаємо:

.

За приведеною гнучкістю знаходимо умовну приведену гнучкість :

.

Відносний ексцентриситет перерізу колони:

.

За ([3], стр.83, табл. 75) приймаємо .

Перевіряємо стійкість колони у площині дії моменту за формулою:

.

Стійкість наскрізної колони з площини дії моменту перевіряти не потрібно, тому що вона забезпечена перевіркою стійкості окремої гілки.

3. Розрахунок оголовку колони

Оголовок колони складається із опорної плити i го­ризонтальних та вертикальних ребер, котрі підтримують плиту знизу у місці обпирання опорного фланця (чи опор­ного ребра) кроквяної ферми i передають навантаження на стрижень колони. Висоту оголовка приймають з міркувань забезпечення жорсткості вузла , де  більший з генеральних розмірів перерізу колони. Тобто . Тоді . Товщина опо­рної плити приймається конструктивно . Приймаємо товщину опорної плити . Тоді висота оголовка колони буде складатися з товщини опорної плити, висоти верти­кального ребра та товщини горизонтального ребра .

Визначаємо за необхідною довжиною чотирьох швів:

,

де  поздовжня сила в перерізі 1-1.

 кількість кутових швів.

Товщину ребра приймаємо конструктивно .

Тоді ширина ребра визначається за формулою:

.

 розрахунковий опір зминанню торцевої поверхні. Ви­значається за ( [3], с. 5, табл. №1*), як:

,

де  нормативний опір листового прокату сталі. (в даному випадку сталі . Приймаємо згідно з ( [3], с. 64, табл. №51*) .

 коефіцієнт надійності за матеріалом. Приймаємо за ( [3], с. 5, табл. 2*) .

Тоді отримаємо:

.

 коефіцієнт умов роботи. Приймаємо ([3], с. 8, табл. 6*) .

.

Приймаємо .

Тоді катет шва приймаємо . Висота ребра:

.

Якщо підсумувати довжини всіх величин, із яких складається оголовок колони, то отримаємо 200 мм. Але з міркувань забезпечення жорсткості висота оголовка повинна становити 300 мм. Тому висоту вертикального ребра приймаємо конструктивно: .

Для надання жорсткості опорним ребрам i забезпе­чення стійкості діафрагми й стінки стрижня колони, вер­тикальні ребра підсилюють знизу конструктивними горизо­нтальними ребрами.