1.4 Расчет и конструирование подкрановой части колонны

1.4.1 Определение расчетных длин колонны в плоскости, из плоскости рамы

Производится согласно п. 1.3.1 и рис. 1.2:

в плоскости рамы:

,

где _1х=2;

из плоскости рамы:

,

где _1у=0,7.

,

.

1.4.2 Назначение формы и размеров поперечного сечения подкрановой части колонны

Поперечное сечение нижней части колонны состоит из двух ветвей, соединенных решеткой: подкрановая ветвь – сварной двутавр; наружная ветвь – два уголка, соединенных листом.

Габаритные размеры сечения (рис. 1.4) подбираются методом последовательных приближений с использованием формул:

; .

Рисунок 1.4 - Габаритные размеры и форма сечения подкрановой части колонны

h (92,31…70,59) (см)

К (60…40) (см)

принимаем h=80 см, К=60 см.

1.4.3 Определение усилий в подкрановой и наружной ветвях колонны

Эскиз нагружения представлен на рисунке 1.5. В подкрановой ветви усилие:

; .

(см)

(кН)

В наружной ветви

; .

(см);

(кН)

Рисунок 1.5 - Схема определения усилий в ветвях колонны

1.4.4 Определение требуемой площади сечения ветвей колонны

Задаемся гибкостью подкрановой части колонны из плоскости рамы:

.

Тогда требуемая площадь определяется по формулам:

; .

1.4.5 Подбор сечения подкрановой ветви

Сечение подкрановой ветви показано на рисунке 1.6.

Толщина полки _п и ширина полки b_п подбираются по приведенным зависимостям. При этом исм.

(см).

Принимаем b_п=60 см.

(см).

Принимаем _п= 20 мм.

_сm

Принимаем _ст=0,7 см.

Рисунок 1.6 - Габаритные размеры и форма сечения подкрановой ветви

1.4.6 Определение геометрических характеристик сечения подкрановой ветви

Площадь поперечного сечения

;

.

Момент инерции10

; ;

, ;

Радиус инерции

; .

(см),

(см).

1.4.8 Подбор сечения наружной ветви

Намечаем сечение из двух неравнобоких уголков и листа (рис. 1.8), выписываем характеристики уголка:

Уголок 63x40x6, F=5,9 см²; X_o=0,99 см; Y_o=2,12 см; I_x1=49,9 см⁴; I_y1=13,1 см⁴; r_x1=3,37 см; r_y1=1,94 см.

Сечение листа 500,5 см.

Рисунок 1.7 - Габаритные размеры и форма сечения наружной ветви

1.4.9 Определение центра тяжести наружной ветви

Определим расстояние от центра тяжести наружной ветви до края обушков:

.

(см).

1.4.10 Определение геометрических характеристик поперечного сечения наружной ветви

Площадь поперечного сечения

;

(см²);

Момент инерции

, ;

;

;

(см⁴)

Радиус инерции

;.

(см);

(см).

1.4.11 Проверка гибкости и напряжения ветви между узлами решетки.

Чтобы обеспечить совместную работу ветвей колонны, их соединяют планками или раскосной решеткой, при h0,6 м применяют раскосную решетку.

Гибкость отдельных ветвей между узлами :

;

;

Напряжения в ветви

.

где _ВХ =0,995.

().

1.4.12 Определение центра тяжести поперечного сечения подкрановой части колонны

Эскиз поперечного сечения подкрановой части изображен на рисунке 1.8.

;

(см),

.

(см).

Рисунок 1.8 - Схема определения центра тяжести поперечного сечения подкрановой части колонны

1.4.13 Расчет соединительных планок

Высота соединительной планки рассчитывается по формуле:

Где Мпл – изгибающий момент, действующий на планку, [σ] – допускаемое напряжение для материала планки, δпл – толщина планки.

Величину напуска планки а = 40...50 мм принимают конструктивно. Катет угловых швов, которые крепят планки (0,5 0- 0,8) см

δпл≥b₀/50 δпл=принимаем δпл=8 (мм).

Предварительно назначаем высоту соединительных планок из условия

(см)

Предварительно принимаем h_пл=17 см

Изгибающий момент рассчитывается по формуле:

Где Q – условная перерезывающая сила, lв – Длинна ветви колоны между соединительными планками.

,

,

Принимаем высоту планки по большему значению=17 (см)

На шов в данном случае действуют перерезывающая сила Т и изгибающий момент Мпл, тогда напряжения от действия перерезывающей силы равны:

Где С – расстояние между осями ветвей,

 - коэффициент способа сварки,

К – катет шва.

Напряжения от действия изгибающего момента равны

Где а – величина напуска.

Длинна планки 405(мм), нахлест 40(мм), количество планок на колонне 13 шт.