4.3.5. Проверка устойчивости подкрановой части колонны как единого составного стержня в плоскости действия изгибающего момента.
Гибкость
стержня относительно свободной оси
:
Приведенная гибкость
Условная приведенная гибкость:
Относительный эксцентриситет для комбинации усилий, вызывающих наибольшее сжатие в подкрановой ветви,
По
таблице 2 [1] принимаем
и проверяем прочность:
Для комбинации усилий, вызывающих наибольшее сжатие наружной ветви,
Принимаем
и проверяем прочность:
Таким образом, устойчивость подкрановой части колонны как единого стержня в плоскости действия момента также обеспечена. Устойчивость из плоскости проверять не требуется, поскольку она гарантирована устойчивостью отдельных ветвей.
4.4 Конструирование и расчет узлов колонны
Схема узла представлена на рис. 4.1.Сопряжение осуществляется при помощи траверсы. Производим расчет стыковых швов А между верхней и нижней частями колонны. Для этого рассматриваем напряжения от двух комбинаций усилий.
Из таблицы расчетных сочетаний усилий выписываем для сечения 2 – 2:
,
,
,
.
Комбинация 1:
наружная полка
внутренняя полка
где
расчетное
сопротивление металла стыкового сварного
соединения,
.
Комбинация
2:
наружная полка
внутренняя полка
Все условия выполняются, следовательно, прочность стыковых сварных швов обеспечена.
Производим конструирование траверсы рис.4.1
Проверяем траверсу на прочность по торцевому смятию:
где
максимальное
давление от подкрановой балки,
;
расчетное
сопротивление стали С255 смятию,
где
временное
сопротивление стали С255,
;
.
Фактическая площадь смятия траверсы
где
ширина
распространения напряжения смятия,
где
ширина
и толщина подкрановой балки.
Определяем высоту траверсы по длине сварных швов. Для этого находим расчетное продольное усилие, воспринимАаемое швами:
Требуемая длина четырех швов В:
где
коэффициент,
учитывающий ручную сварку;
катет
шва,
;
расчетное
сопротивление сварного углового шва
срезу по металлу шва для электродов
Э-42,
.
Требуемая длина сварных швов С:
где
усилие
во внутренней полке,
где
наибольшее
значение из двух комбинаций усилий;
площадь
сечения внутренней полки,
.
Принимаем высоту траверсы
,
где
толщина
полок траверсы.
Производим проверку прочности траверсы на поперечный изгиб.
Момент, действующий на траверсу:
Момент инерции в сечении относительно оси :
где
ширина
траверсы, принимаем равной ширине нижней
части колонны,
Момент сопротивления относительно оси :
Условие прочности траверсы на изгиб
Условие выполняется, следовательно, сопряжение верхней и нижней частей колонны сконструировано верно.
4.5 Расчет базы колонны
Ширина нижней части колонны более 100 мм, поэтому к проекту принимается раздельная база колонны. (рис. 5.1)
Расчетная комбинация усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):
,
,
Усилия в ветвях колонны:
в подкрановой ветви
в наружной ветви
К расчету принимаем наружную ветвь колонны.
Требуемая площадь плиты:
где
расчетное
сопротивление фундамента,
расчетное
сопротивление бетона класса B15
на сжатие,
.
По
конструктивным соображениям свес плиты
должен быть не менее 40 мм. Тогда ширина
плиты:
Принимаем
.
Длина плиты:
Принимаем
.
Фактическая площадь плиты:
Среднее напряжение в бетоне под плитой:
Принимаем
толщину траверсы
мм.
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:
участок
1: (консольный свес
)
участок
2: (консольный свес
)
участок
3: (плита оперта по четырем сторонам,
:
.
участок
4: (плита оперта по четырем сторонам,
:
.
Принимаем
для расчета
.
Требуемая толщина плиты:
Принимаем
толщину плиты
.
Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны:
где
Из
конструктивных соображений и для учета
непроваров принимаем
.
Конструктивно длину траверсы принимаем:
.
Произведем расчет анкерных болтов. Расчетные усилия в сечении 4-4 (анкерная комбинация – из таблицы расчетных усилий):
,
.
Усилие в анкерных болтах:
Принимаем минимальное количество болтов с одной стороны (в растянутой зоне): n = 2.
Требуемая площадь сечения болта:
где
сопротивление
растяжению для стали марки ВСт3кп2,
.
Согласно
табл. 3 приложения, принимаем болт
диаметром
площадью
поперечного сечения
.
Длина
анкеровки болта в бетоне
.
