7.2 Расчет и конструирование надкрановой части колонны.

Предварительный подбор сечения верхней части колонны произведем по приближенной формуле Ясинского: , расчетное продольное усилие. эксцентриситет действия продольной силы. расчетный изгибающий момент, высота сечения колонны

Рис. 17

Лист

Компонуем верхнюю часть колонны из трех листов, которые соответствуют ГОСТ 82-70*

Проверки:

Геометрические характеристики принятого поперечного сечения:

Определяем гибкости и условные гибкости стержня верхней части колонны в плоскости и из плоскости рамы:

Для проверки устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента предварительно находят приведенный относительный эксцентриситет:

коэффициент влияния формы сечения, определяется по табл. 73 [1], зависит от , условной гибкости

относительный эксцентриситет,

В зависимости от и по табл. 74 [1] определим коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии , . Проверка обеспечения устойчивости колонны в плоскости рамы выполним по формуле:

Устойчивость обеспечена.

Устойчивость верхней части колонны из плоскости рамы проверим по формуле:

, где определяется по табл. 72 [1]

, где

Устойчивость обеспечена.

Проверим местную устойчивость полок колонны:

тогда должно выполняться условие

Условие выполняться, следовательно местная устойчивость полок колонны обеспечена.

Проверим местную устойчивость стенки колонны:

, где , , где

Лист
35

Т.к. , то предельное отношение ограничивается значением

но не более

, где

Условие выполняться, следовательно местная устойчивость стенки колонны обеспечена.

следовательно стенка не требует укреплений парными поперечными ребрами жесткости.

Т.к. , то проверку прочности принятого сечения верхней части колонны выполнять не требуется.

Катет угловых сварных швов, прикрепляющих стенку к поясам верхней части колонны принимаем конструктивно по табл. 38* [1].

Лист
36

Лист
37

7.3 Расчет и конструирование нижней части колонны.

Принимаем сечение нижней части колонны сквозным (рис. 18).

Рис. 18

Расчетные значения внутренних усилий для наружной ветви колонны:

Расчетные значения внутренних усилий для подкрановой ветви колонны:

Находим предварительные продольные усилия в подкрановой ветви колонны, принимая и :

Находим предварительные продольные усилия в наружной ветви колонны:

Находим ориентировочную требуемую площадь подкрановой ветви колонны:

Находим ориентировочную требуемую площадь шатровой ветви колонны:

Далее назначаются сечения ветвей колонны. В качестве подкрановой ветви примем двутавр №50 по сортаменту со следующими геометрическими характеристиками:

h = 500мм, A = 100см2; b=170мм; d=10мм; t=15.2мм;

Jx = 39727см4; Wx = 1589см3; ix = 19.9см;

Jy = 1043см4; Wy = 123см3; iy = 3.23см;

В качестве наружной ветви принимаем сварное сечение в виде швеллера.

Далее определяются точные геометрические характеристики сечений ветвей и всего сечения колонны.

Определим точные значения продольных усилий в ветвях колонны:

В шатровой ветви:

В подкрановой ветви:

Произведем проверку устойчивости каждой из ветвей из плоскости рамы по формулам:

и ; где и - коэффициенты продольного изгиба при центральном сжатии соответственно для подкрановой и шатровой ветвей, определяемые по таблице 72 [1] в зависимости от гибкостей этих ветвей из плоскости рамы:

; ;

Для данного случая согласно таблице 6 [1]. Тогда

Лист
39

И

з соображений равноустойчивости каждой из ветвей в плоскости и из плоскости рамы определяем максимально возможное расстояние между узлами соединительной решетки:

Выбираем систему соединительной решетки между ветвями и расстояние между ее узлами так, чтобы высота нижней части колонны за вычетом высоты соединительной траверсы была кратна этому расстоянию. При этом угол наклона раскоса решетки следует назначать близким к 45˚, а самый верхний и самый нижний раскосы подходили к верхнему и нижнему узлам подкрановой ветви. Исходя из этих условий принимаем , при этом угол наклона раскоса решетки будет 45˚.

Проверяем устойчивость каждой из ветвей колонны в плоскости рамы в предположении, что ветви работают на центральное сжатие с расчетной длиной по формулам:

и , где и - коэффициенты продольного изгиба при центральном сжатии соответственно для подкрановой и шатровой ветвей, определяемые по таблице 72 [1] в зависимости от гибкостей этих ветвей в плоскости рамы:

; ;

Устойчивость обеспечена