5. Расчет ступенчатой колонны

5.1. Исходные данные

Подбор сечения нижней и верхней частей колонны при жестком сопряжении ригеля с колонной

Расчетные усилия

- для верхней части колонны

сечение 1-1:

N =-277,5 кН,

M = -188,9 кНм,

Q= 2,6кН.

сечение 2-2 (при том же сочетание нагрузок):

M = -174,4 кНм;

N =-188,9кН,

- для нижней части колонны

сечение 3-3:

N =639,9кН,

M = -206,4 кНм (догружает подкрановую ветвь).

сечение 4-4:

N = 127 кН,

M = 550,6 кНм (догружает наружнюю ветвь).

Соотношение жёсткости верхней и нижней части колонн:

Материал для колонны сталь С-235.

Класс бетона фундамента: В 15.

5.2. Определение расчетных длин колонны

Расчетные длины верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы

,

-длина нижней части

-для верхней части

5.3. Подбор сечения верхней части колонны

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой h = 700 мм = 70 см.

Определяем требуемую площадь сечения двутавра:

- для симметричного двутавра:

Определяем приведённый эксцентриситет:

Определяем коэффициент влияния формы сечения . Принимаем в первом приближении

Определяем коэффициент, с учётом формы сечения:

по и определяем

Компонуем верхнее сечение колонны

где t_f = 1,6 см,

по таблице принимаем

Принимаем .

Для обеспечения устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента

принимаем

Проверяем местную устойчивость

условие выполняется

5.3.1. Геометрические характеристики сечения

5.3.2. Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости

Действия момента

по и определяем

14,37кН/см²<21,85кН/см² – условие выполняется.

5.3.2. Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости

Действия момента

отсюда

Н_в = 4730 мм,

h_б = 800мм,

где

где

.

Условие выполняется.

5.4. Подбор сечения нижней части колонны

Сечение нижней части колонны принимаем сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Подкрановую ветвь выполняют из широкополочного двутавра. Наружная ветвь состоит из швеллера сваренного из 3-х листов, ориентировочно принимаем

5.4.1. Определение требуемой площади ветвей колонны и компоновка

Сечения

Усилия в ветвях определяем по формулам

Определяем требуемую площадь ветвей:

-ветвь 1:

По площади подбираем двутавр № 35Ш1 со следующими характеристиками

-ветвь 2:

Для удобства прикрепления элементов решетки просвет между внутренними гранями полок принимаем такими же, как для подкрановой ветви.

Толщину стенки швеллера для удобства ее соединения в стык с полкой надкрановой части колонны принимаем t_w = 1,6 см.

Из условия местной устойчивости

принимаем где

Определяем геометрические характеристики наружней ветви:

h₀ = h_н – z₀ = 125 – 8,62=116,38 см,