4.3. Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента

Гибкость колонны в плоскости действия момента

Условная гибкость

Относительный эксцентриситет

Коэффициент влияния формы сечения по табл.73 [4] при А_f/А_w = 451,6/(0,886,8) = 1,03 > 1 и 0,1  m  5:

 = (1,9-0,1m) - 0,02(6-m)= (1,9-0,13,84) - 0,02(6 -3,84)1,64 = 1,45.

Приведенный относительный эксцентриситет

m_f = m = 1,453,84 = 5,57.

По табл.74 [4] _е = 0,217.

Проверяем устойчивость по формуле (51) [4]

МПа < R_y_c = 230 МПа.

Недонапряжение

.

4.4. Проверка устойчивости из плоскости действия момента

Расчетная длина колонны из плоскости действия момента

_y = Н₂ - h_пб = 6,42 - 1,85 = 4,57 м.

Гибкость

Для определения относительного эксцентриситета m за расчетный момент М_х принимаем наибольший момент в пределах средней длины, но не менее 0,5М_max (рис. 13)

кНм >

> 0,5 М₁ = 0,51116 = 558 кНм.

Относительный эксцентриситет

В соответствии с п.5.31 при значении относительного эксцентриситета m_х< 5 коэффициент¹⁵

где  и  - коэффициенты, принимаемые по табл.10:

 = 0,65 + 0,05m_х = 0,65 + 0,053,1 = 0,8;

 = 1, так как _y = 48 < _с = 93.

Проверяем устойчивость верхней части колонны из плоскости действия момента по формуле (56) [4]

МПа < R_y_c = 230 МПа.

Устойчивость верхней части колонны из плоскости действия момента обеспечена.

4.5. Проверяем устойчивость стенки

Поскольку в расчет введена только часть стенки - проверка устойчивости не требуется. В соответствии с требованиями п.7.21[4] стенку колонны при

следует укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии не более 3h_w = 386,8 = 260 см. Принимаем ребро - 80 х 6:

4.6. Проверка прочности (в упругой стадии)

В соответствии с п.5.24* [4] расчет на прочность выполнять не требуется, так как приведенный эксцентриситет m_f = 5,5 < 20¹⁶.

4.7. Подбор сечения нижней части колонны

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения h_н = 1500 мм (см.п.1.2.). Расчетные усилия по табл. 2:

М₁ = 950, 7 кНм; N₁ = -3454 кН (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь);

М₂ = -1861 кНм; N₂ = -1894 кН (изгиающий момент догружает наружную ветвь); Q_max = 201,5 кН.

Эксцентриситеты:

см.

Принимаем z_о = 5 см; h_о = h - z_о = 150 - 5 = 145 см (рис. 13).

Определяем ориентировочное положение центра тяжести

Усилия в ветвях:

в подкрановой

кН;

в наружной

кН.

4.8. Подбор сечения ветвей колонны

Подкрановая ветвь. Расчетная длина _oy = Н_н = 11,18 м. Задаемся гибкостью _y = 60;  = 0,81, табл.72. Требуемая площадь сечения ветви

см².

Принимаем T 50Б2 (ГОСТ 26020-83) с параллельными гранями полок: А = =102,8 см²; i_y(x) = 20,3 см; i_x(y) = 4,27 см.

Проверяем несущую способность

МПа <R_y_c = 230 МПа.

Наружная ветвь. Требуемая площадь сечения ветви

см².

Наружную ветвь колонны принимаем составного сечения из трех листов (рис. 13). Для удобства прикрепления элементов решетки расстояние между гранями полок ветви принимаем таким же, как в подкрановой ветви (496 мм). Толщину стенки составного швеллера t_w для удобства ее соединения встык с полкой подкрановой части колонны принимаем равной 16 мм; высота стенки из условия размещения сварных швов h_w = 530 мм.

Требуемая площадь полок

см.

Из условия местной устойчивости полки составного швеллера

.

Принимаем b_f = 180 мм; t_f = 14 мм (равной толщине полки двутавра);

А_f = 181,4 = 25,2 см².

Геометрические характеристики ветви: