8.3 Подбор сечения нижней части колонны
Нижнюю часть колонны проектируем сквозного сечения, состоящую из двух ветвей, соединённых решёткой. Высота сечения hн = 1500 мм.
Подкрановую ветвь колонны принимаем из балочного двутавра, шатровую – составного сварного сечения из трех листов.
Действующие на ветви колонны усилия:
-
для расчета подкрановой ветви Мп1 = 824,276 кНм; Nп1 = -2290,43 кН
Мп2 = 757,552 кНм; Nп2 = -2295,8 кН
-
для расчета шатровой ветви
Мш1 = -1763,485 кНм; Nш1 = -1283,98 кН
Мш2 = -1143,95 кНм; Nш2 = -2305,47 кН
Ветви между собой соединяются решеткой из одиночных уголков, располагаемых под углом 40-450 к горизонтали (раскосами) в сочетании со стойками.
Так как проектируемое сечение является несимметричным, то задаемся:
м,
м,
где y2 – расстояние от центра тяжести всего сечения до наиболее нагруженной ветви (шатровой).
Максимальное усилие в шатровой ветви определяется по формуле:
(8.22)
кН.
кН.
Максимальное усилие в подкрановой ветви определяется по формуле:
(8.23)
кН.
кН.
8.4 Расчет подкрановой ветви
Из условия
обеспечения общей устойчивости колонны
из плоскости действия момента (из
плоскости рамы), высоту двутавра
подкрановой ветви назначаем в пределах
,
что соответствует гибкости λ=60…100.
При Hн
= 8,82 м, высота двутавра должна быть в
пределах от
см
до
см.
Назначаем двутавр №45Б1 со следующими геометрическими характеристиками:
h = 443 мм;
Апв = 76,23 см2;
Ix = 24940 см4;
Wx = 1125,8 см3;
ix = 18,09 см;
Iy =1073,7 см4;
iy = 3,75 см;
tf = 11 мм;
tw = 7,8 мм;
bf = 180 мм.
Проверка устойчивости подкрановой ветви из плоскости действия момента.
Гибкость
.
Ей соответствует коэффициент
φy =
0,865 (табл. 72 [2]).
(8.24)
Недонапряжение
составляет
Проверка выполняется.
Проверка устойчивости подкрановой ветви в плоскости действия момента.
Гибкость
.
Ей соответствует коэффициент
φy1
= 0,897 (табл. 72 [2]).
(8.25)
Недонапряжение
составляет
Проверка выполняется.
Проверка гибкости подкрановой ветви в плоскости действия момента.
Проверку по предельной гибкости осуществляем по табл. 19* [2] по формуле:
(8.26)
где
Проверка по гибкости в плоскости обеспечена.
Проверка гибкости подкрановой ветви из плоскости действия момента.
Проверка по гибкости из плоскости обеспечена.
8.5 Расчет шатровой ветви
Для определения ориентировочной площади сечения шатровой ветви зададимся значением коэффициента продольного изгиба. При φ = 0,75 площадь составит:
(8.27)
см2.
Для размещения раскосной решётки расстояние между полками швеллера принимаем 407 мм. Толщину стенки швеллера назначаем равной толщине пояса сварного двутавра в надкрановой части колонны, т.е. 18 мм. Высоту стенки назначаем несколько большей по сравнению с высотой двутавра подкрановой ветви для удобства размещения сварных швов; назначаем высоту 480 мм.
Требуемая площадь, приходящаяся на полки швеллера, будет:
см2.
Из условия местной устойчивости полки швеллера:
принимаем bf = 200 мм; tf = 18 мм.
Af = 36 см2.
Геометрические характеристики ветви:
Уточняем положение центра тяжести всего сечения колонны:
см
см
см
Проверка устойчивости шатровой ветви из плоскости действия момента.
Гибкость
.
Ей соответствует коэффициент
φy =
0,837 (табл. 72 [2]).
(8.28)
Проверка выполняется.
Проверка устойчивости шатровой ветви в плоскости действия момента.
Гибкость
.
Ей соответствует коэффициент
φy2
= 0,944 (табл. 72 [2]).
(8.29)
Проверка выполняется.
Проверка гибкости шатровой ветви в плоскости действия момента.
Проверку по предельной гибкости осуществляем по табл. 19* [2] по формуле:
(8.30)
где
Проверка по гибкости в плоскости обеспечена.
Проверка гибкости шатровой ветви из плоскости действия момента.
Проверка по гибкости из плоскости обеспечена.
Проверка местной устойчивости полки шатровой ветви.
Предельное значение отношения ширины свеса полки к её толщине определяем по табл. 29* [2]:
Устойчивость полки обеспечена.
Проверка местной устойчивости стенки шатровой ветви.
Проверку местной устойчивости стенки проводим по п. 7.14* [2]:
По условной гибкости
<
0,8 по табл. 27* [2] определяем
наибольшую условную гибкость стенки:
.
.
Местная устойчивость стенки обеспечена.