1. Расчет и конструирование надкрановой(верхней) части колонны.

Исходные данные.

Сечение 1-1

Сечение 2-2

М=0

Q=24,264 кН

Выбираем M=46,098 кНм,N=290,952 кН,Q=25,078 кН

Сталь: С255,

Е=2,06;

Соотношение жесткостей:

Определение расчетных длин верхней и нижней частей колонны.

В плоскости рамы:

2

2,

где ₁=2 – коэффициент расчетной длины нижней части колонны,

₂=2,5 – коэффициент расчетной длины верхней части колонны.

Из плоскости рамы:

3,74-.

Определения геометрических характеристик сечения верхней части колонны.

Относительный эксцентриситет

Приведенный относительный эксцентриситет

где =1,4 – коэффициент влияния формы сечения

По найденным значениям определим коэффициент устойчивости при внецентренном сжатии:

Определение требуемой площади сечения.

Компоновка сечения.

Задаемся толщиной стенки: t_f=14мм.

Высота стенки:

Т.к. 1<m_x<10,

Требуемая толщина стенки:

=

Условная гибкость стенки не должна превышать предельную гибкость стенки:

Ширина полки должна удовлетворять условию:

Окончательные размеры подобранного сечения:

Устойчивость полки обеспечена, так как:

Геометрические характеристики сечения с учетом изменений.

_{Проверка устойчивости ВЧК в плоскости действия момента:}

При

При

При

_{Проверка устойчивости ВЧК из плоскости действия момента:}

Т.к.

Т.к.

,

_{Сечение условию гибкости и прочности полностью удовлетворяет.}

2. Расчет и конструирование подкрановой части колонны.

Выбор наиболее неблагоприятного сочетания усилий для расчета подкрановой и шатровой части ветви.

Сечение нижней части колонны сквозное состоящее из двух ветвей – подкрановой (прокатный двутавр) и шатровой (сварной швеллер), и решетки выполненной из одиночных равнополочных уголков расположенных под углом ?.В_кн=h_н=1000мм.

Расчет ведем по РСУ с M_MAX,N_COOT :

1.Подкрановая ветвь:

M_п=547,611 кНм

N_п=85,663 кН

2.Шатровая ветвь:

M_ш=587,175 кНм;

N_ш=625,748 кН

Расчетная длина нижней части колонны:

Сквозную колонну рассчитываем по ветвям раздельно, так как она работает как ферма с параллельными поясами, и от действующих в ветвях усилий М и Nвозникают только продольные усилия.

Поперечную силу Qвоспринимает решётка. Несущая способность колонны может быть исчерпана в результате потери устойчивости какой-либо ветви (как в плоскости, так и из плоскости), либо потери устойчивости колонны в целом. Действующие на колонну М иNраскладываем по ветвям и определим ориентировочно продольные усилия в ветвях колонны.

Определяем ориентировачно положение центра тяжести.Принимаем предварительно

Усилие, приходящееся на одну ветвь:

Z₁иZ₂– расстояние от центра тяжести сечения колонны до центра тяжести

ветви противоположной рассматриваемой.

Вычислим максимальные усилия:

- шатровая ветвь:

- подкрановая ветвь:

Определяем ориентировочно требуемые площади сечений.Предварительно зададимся гибкостью , тогда φ=0,7-0,9. Принимаем φ=0,8.Следовательно:

;

Расчет подкрановой ветви. Компановка сечения подкрановой ветви.

Задаемся предельной гибкостью Находим требуемый радиус инерции:

Подбираем

Определяем условную гибкость(прил.Д3).:

Проверяем устойчивость ветви из плости действия момента:

.

Продолжаем подбор.

Принимаем из сортамента двутавр 30Ш2.

Геометрические характеристики:

i_x=17,37 см,i_y=12,53 см.

Находим условную гибкость

Условие выполняется.