12.4.3. Робота і розрахунок елементів решітки

Мета розрахунку – визначити переріз решітки. Решітка призначена для забезпечення сумісної роботи двох віток. Проектується з одинарних кутиків. Розраховується на поперечну силу (фактичну або умовну). За розрахункову приймають більшу з них (Q_max).

Фактичну максимальну поперечну силу визначають із статичного розрахунку рами, а умовну за формулою (як і для центрально-стиснутих колон):

, кН,

де N – поздовжня сила в колоні;  – коефіцієнт поздовжнього згину в площині з’єднувальної решітки (в площині рами), який визначається за приведеною гнучкістю _ef, що враховує піддатливість решітки при згині відносно вільної осі (як і в центрально-стиснутих наскрізних колонах, див. п.7.6).

Оскільки _ef залежить від перерізу кутиків решітки (якого ще немає), то для попередніх розрахунків можна прийняти (з досвіду проектування):

Q_fic = k A , кН,

де А – сумарна площа перерізу віток колони (підставляється в см²);

k – коефіцієнт, рівний: при R_y = 210 Мпа - k = 0,2;

R_y = 260 МПа - k = 0,3;

R_y = 290 МПа - k = 0,4;

R_y = 380 МПа - k = 0,5;

і т.д.;

для проміжних значень R_y виконується інтерполяція k.

Значення Q_max розподіляється порівну між двома площинами решітки (рис.12.34):

.

Рис. 12.34. Розподіл поперечної сили Q_max між двома площинами решітки

Зусилля в розкосі решітки (рис.12.35):

Рис. 12.35. До визначення зусилля в розкосах решітки

Необхідну площу перерізу кутика решітки визначають як для центрально-стиснутого елемента:

де значенням  попередньо задаються   0,6 ;

_с = 0,75 – для одинарних кутиків, які прикріплені тільки однією полицею.

За необхідною площею А підбирають переріз розкосу і виконують перевірку стійкості:

.

залежить від і . , де - розрахункова довжина розкосу, рівна відстані між вузлами його прикріплення до віток; - мінімальний радіус інерції перерізу одинарного кутика (таким є радіус інерції відносно головної осі y-y, що перетинає полиці кутика, рис.12.36).

Рис. 12.36. Положення головної осі y-y перерізу кутика, відносно якої радіус інерції є мінімальним

12.4.4. Перевірка стійкості колони в площині рами (в площині дії моменту) як єдиного стержня

Умова стійкості позацентрово-стиснутого елемента в площині дії моменту:

,

де А – сумарна площа перерізу віток;

_е – коефіцієнт зниження розрахункового опору при позацентровому стиску.

_е визначається за табл. 75 [1] залежно від умовної приведеної гнучкості та відносного ексцентриситету m. -?

,

де _ef – приведена гнучкість наскрізного стержня з решітками; визначається як і для центрально-стиснутих наскрізних колон (п.7.6).

;

_х – гнучкість стержня відносно центральної осі х-х без врахування решіток; А – площа перерізу колони; А_d1 – площа перерізу розкосу решітки;

α₁ – коефіцієнт, рівний (рис.12.37).

Рис. 12.37. До визначення коефіцієнту α₁

;

де І_х – момент інерції складеного перерізу відносно центральної осі х-х;

а – відстань від центральної осі перерізу (осі х-х) до осі найбільш стиснутої вітки, але не менше відстані до осі стінки вітки, а саме (рис.12.38):

Рис. 12.38. До визначення відстані а

1) коли більш стиснутою є підкранова (внутрішня) вітка, тобто N_п.в.>N_з.в., то а = а₁ ;

2) коли більш стиснутою є зовнішня вітка, тобто N_з.в.>N_п.в., то а = а₂ .

Стійкість наскрізної колони як єдиного стержня з площини дії моменту перевіряти не потрібно, оскільки вона забезпечена перевіркою кожної з віток окремо.

Для забезпечення геометричної незмінності перерізу проектують діафрагми, які розміщують по кінцям кожної відправної марки та приблизно через 4 м по довжині (рис.12.39).

Рис. 12.39. Горизонтальна діафрагма жорсткості