2.4. Подбор сечения нижней части колонны:
Сечение нежней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения hн=1250мм. Подкрановую ветвь колонны принимаем из стального горячекатаного двутавра, наружную – составного сварного сечения из листа и двух уголков.
Определяем усилия в ветвях:
В подкрановой
ветви
В шатровой ветви
Определяем требуемую площадь ветвей и назначаем сечение.
Для подкрановой
ветви
задаёмся φ=0Т,8; R=240МПа;
(Сталь С245)
подбираем сварной
двутавр с параметрами
Для наружной ветви
Принимаем уголки
с площадью
;
b=10 см; t=1см.
Назначаем пластину hs=48 см; ts=1 см.
Ав2=2*19,2+48*1=86,4 см2
После определения требуемой площади и компоновки сечения каждой ветви определяются фактические геометрические характеристики.
Для подкрановой ветви:
Для наружной ветви. Так как сечение несимметрично относительно вертикальной оси, то необходимо определить координату центра тяжести ветви относительно внешней грани листа:
Зная координаты центра тяжести, можно определить моменты инерции:
Геометрические характеристики всего сечения нижней части колонны:
Уточняем значения расчетных усилий в обеих ветвях.
Проверим устойчивость ветвей колонны. Подкрановая ветвь. Гибкость в плоскости рамы:
lв
–расчетная
длина, принимаемая равной расстоянию
между центрами узлов соединительной
решетки.
Гибкость из плоскости рамы:
В зависимости от
наибольшей гибкости определяется
коэффициент продольного изгиба
Наружная ветвь:
В зависимости от
наибольшей гибкости определяется
коэффициент продольного изгиба
Расчёт решётки подкрановой части колонны.
Поперечная сила в сечении колонны Qmax=99,2 кН;
Усилия
сжатия в раскосе
α=arctg(h0/lb)=45,10;
Геометрическая
длина раскоса при центрировании на ось
ветви
Задаёмся φ=0,7, находим требуемую площадь сечения сжатого раскоса:
γ=0,75 (сжатый уголок,
прикрепляемый одной полкой) принимаем
уголок c
A=13,8
см2
; b=10
см ; t=0,7
см.
φ=0,628;
напряжение в раскосе:
Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня
Приведенная гибкость:
Коэффициент
вычисляется
согласно пояснениям, приведенным в
таблице 7[1]
Условная приведенная гибкость:
Для комбинаций усилий, догружающих подкрановую ветвь М= 704,7 кН∙м; N= 2060,6 кН;
φе=0,626;
Устойчивость колонны как единого целого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.
2.5. Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонн.
Расчётные комбинации усилий в сечении над уступом:
М= 176,54кН∙м; N= 660кН; Давление кранов Dмах=1287,28кН;
Для получения жесткого сопряжения высота траверсы назначается (0,5…0,8)h1 и не менее 400…500мм, где h1 – высота сечения нижней части колонны, назначенная при компоновке поперечной рамы. hтр=800мм
Наибольшее усилие в полке верхней части колонны:
где,
hef
– расстояние между центральными осями
поясов верхней части колонны.
После определения высоты траверсы и наибольшего усилия в полке, вычисляется высота катетов сварных швов, соединяющих полку с траверсой:
Принимаем kf=5мм
Применяем
полуавтоматическую сварку электродом
Э46, βf=1,1;
Назначаем kш=2мм;
(
марка проволоки Св-08ГА).
Толщина
опорного листа подкрановой части колонны
принимается конструктивно tf
=20мм. Толщина
стенки траверсы и вертикального ребра
колонны определяется из условия смятия
давлением подкрановых балок:
lef - рабочая длина листа траверсы, воспринимающая давление;
bп.б – ширина опорного ребра подкрановой балки; Rp – расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности.
Геометрические характеристики траверсы:
Расчетные усилия в траверсе определяются как для балки, опирающейся на ветви нижней части колонны. Давление траверсы на подкрановую ветвь:
h1
и h2
– высота сечения нижней и верхней частей
колонны.
Расчетная
поперечная сила в траверсе с учетом
части давления от подкрановой балки на
траверсу
Проверка прочности по нормальным напряжениям:
Проверка прочности по касательным напряжениям:
