Raschet_i_proektirovanie_karkasa_odnoetazhnogo_proizv._zd

Af / A , х и mx.

После проверки подобранного сечения при недонапряжении свыше 5% или перенапряжении проводится корректировка размеров сечения и повторная про-

верка.

Проверка устойчивости надкрановой части колонны

из плоскости действия момента

Такая проверка выполняется при изгибе стержня колонны в плоскости наи-

большей жесткости (при Ix>Iy) по формуле

N/c y A Ry c

где y - коэффициент продольного изгиба, определяемый по [2, табл. 72] в

зависимости от у и Ry; с - коэффициент, учитывающий влияние момента Мх при изгибно-крутильной форме потери устойчивости.

Коэффициент с следует определять:

при значениях относительного эксцентриситета mx<5 по формуле

7* [I] как для балки с двумя и более закреплениями сжатого пояса; в курсовом проекте в можно принять равным 1,0;

при значениях 5 < mx < 10 по формуле

с = с5 ( - 0,2 mx) + c10 (0,2 mx -1),

где св = с, определяемому по формуле при mx = 5, а с10 = с, определяемому по формуле при mx=10.

41

Рис. 12. К определению расчетного момента

42

3.1.4. Проверка местной устойчивости элементов надкрановой части колонны

Местная устойчивость полки колонны обеспечивается за счет назначения отношения расчетной длины свеса полки bef (расстояния от грани стенки до края полки) к ее толщине tb меньше предельного, которое определяется по формуле

ношение расчетной высоты стенки hef= hw к толщине tw, при котором обеспечена

Mxyc/Ix - наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, при-

нимаемое со знаком "плюс", и 1 = N/A - Mxyc/Ix - соответствующее напряжение у противоположной расчетной границы стенки (yc=yp=hw/2).

При 0,5 проверка производится по [2, п.7.14, табл. 27].

Для двутаврового сечения при относительном эксцентриситете m>0 отноше-

шая условная гибкость um определяется по табл. 8. При значениях 0<m<1 зна-

чение um определяется линейной интерполяцией между значениями, вычислен-

ными при m=0 и m=1,0.

При 1 наибольшее отношение hef/tw определяется по формуле

43

но не более 3,8E / Ry ,

где =1,4(2 -1) / , =Q/twhw - среднее касательное напряжение в стенке.

При 0,5< <1 наибольшее значение hef/tw определяется по линейной интерпо-

ляции между значениями, вычисленными при =0,5 и =1.

В случаях, когда фактическое значение hef/tw превышает предельные значе-

ния, определяемые по вышеприведенным формулам, в расчетных формулах при проверке стержня колонны на устойчивость за значение площади следует прини-

мать Ared, вычисленное с высотой hred (средняя неустойчивая часть стенки из расчета исключается) (рис. 8): Ared=A-(hef-hred)tw.

Значение hred для внецентренно сжатых элементов определяется по формуле

Рис. 13. Расчетное сечение колонны Возможно укрепление стенки колонны (в случае недостаточной ее устойчи-

вости) постановкой продольного парного или одностороннего ребра жесткости с

44

моментом инерции Isl 6heftw3, расположенного посредине стенки. В этом случае наиболее нагруженную часть стенки между поясом и осью ребра следует рас-

сматривать как самостоятельную пластинку и проверять согласно требованиям

[2,п.7.14 или 7.16].

При расположении ребра с одной стороны стенки его момент инерции вы-

числяется относительно оси, совмещенной с ближайшей гранью стенки.

Продольные ребра жесткости следует включить в расчетное сечение колон-

ны.

рами жесткости, расположенными на расстоянии (2,5...3) hef одно от другого; на каждом отправочном элемента должно быть не менее двух ребер.

Ширина выступающей части bh, для парного симметричного ребра принима-

ется не менее hef/30+40 мм, для одностороннего ребра - не менее hef/24+50 мм;

ts

20

20

hef =hw

Рис. 14. Укрепление стенки колонны поперечными ребрами жесткости Сварные швы, соединяющие стенку с полками, назначаются непрерывными,

с минимальным катетом шва, принимаемым в зависимости от максимальной толщины свариваемых элементов и марки стали по [I, табл. 38], но не менее 8 мм.

45

3.1.5 Подбор сечения подкрановой части колонны

Подбор сечения подкрановой части колонны начинается с определения уси-

лий в ветвях колонны. Для этого их таблицы расчетных сочетаний усилий выби-

раются две комбинации:

1.продольная сила N1 и изгибающий момент M1 (отрицательный) для расчета подкрановой ветви;

2.продольная сила N2 и изгибающий момент M2 (положительный) для расчета наружной ветви.

Расчетные комбинации N1, M1 и N2, M2 создают наибольшие сжимающие усилия в соответствующих ветвях колонны, величина которых ориентировочно

где h0=hw-z0 (z0=100...200 мм); при определении сжимающего усилия в ветвях принимаются абсолютные значения N и M.

Сквозное сечение компонуется из двух ветвей в виде балочных (тип "Б") или широкополочных (типа "Ш") двутавров, соединенных между собой решеткой в

двух плоскостях по граням ветвей (см.рис.6).

По требуемым площадям по сортаменту подбираются соответствующие дву-

тавры и вычисляются их геометрические характеристики:

для подкрановой ветви - Ab1, Iy1, Ix1, iy1, ix1;

для наружной ветви - Ab2, Iy2, Ix2, iy2, ix2, z0, где z0=b2/2 - расстояние от наружной грани до центра тяжести ветви; b2 - ширина двутавра.

Уточняется положение центра тяжести принятого сечения подкрановой час-

ти колонны и вычисляются фактические расчетные усилия в ветвях:

46

h0=h-z0; y1=Ab2h0/(Ab1+Ab2); y2=h0-y0; Nb1=N1y2/h0+M1/h0; Nb2=N2y1/h0+M2/h0;

Ветви колонны проверяются на устойчивость в двух плоскостях как цен-

можно не производить.

Для проверки устойчивости колонны как единого стержня составного сече-

ния необходимо найти приведенную гибкость стержня, зависящую от сечения раскосов.

Раскосы решетки выполняются из горячекатанных уголков (в отдельных случаях швеллеров малого калибра) и рассчитываются на большую (Qmax) из по-

перечных сил: фактическую Q или условную Qfic. Предварительно сечение раско-

са можно подобрать по фактической силе Q, действующей в нижней части колон-

ны.

47

ризонтальной дополнительной распорки в решетке колонны она рассчитывается на Qfic или подбирается по предельной гибкости iтр=ld/ u, где u=150.

48

Определяются геометрические характеристики всего сечения колонны и ее условная приведенная гибкость:

A=Ab1+Ab2; Ix=Ix1+Ab1y12+Ix2+Ab2y22; ix I x A

Проверка сечения подкрановой части колонны производится на обе комби-

нации расчетных усилий (N1, M1 и N2, M2).

Определяются относительные эксцентриситеты m1 и m2:

для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь,

m1=(M1/N1)Ay1/yx;

для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь,

m2=(M2/N2)Ay2/yx;

Определяется коэффициент снижения расчетного сопротивления стали при расчете сквозных стержней с решетками на устойчивость l по [2, табл. 75] в за-

висимости от ef и m1 или m2.

Проверяется сечение по формулам

N1/ l1A Ry c и N2/ l2A Ry c

Устойчивость подкрановой части колонны как единого стержня из плоско-

сти действия момента проверять не следует, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.

Вычисляется условная поперечная сила

Qfic=7,15 10-6(2330-E/Ry)N/ ,

где N - продольное усилие в составном стержне (подкрановой части колонн);

- коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в

49

плоскости соединительной решетки [2, табл. 72] в зависимости от ef и Ry. Если

Qfic>Q, требуется перерасчет сечения раскоса на Qfic, приведенной гибкости ef и

повторная проверка сечения колонны как единого стержня.

В заключение проверяется отклонение фактического отношения моментов инерции подкрановой и надкрановой частей колонны n'=I1/I2 от принятого для статического расчета поперечной рамы n;

(n'-n)100/n 30%,

а также прорабатываются дополнительные конструктивные требования.

Сварные швы, прикрепляющие раскосы решетки, рассчитываются на усилие в раскосах.

Рис. 16. Устройство диафрагм

Для увеличения жесткости на скручивание сквозной колонны с решетками в двух плоскостях ее отправочные элементы укрепляются диафрагмами, распола-

гаемыми у концов отправочного элемента. Диафрагмы принимаются в виде швеллера при b 600 мм и в виде двутавра при b>600 мм (рис. 11).

50