4.1. Подбор сечения нижней части колонны.
Рис. 4.3. Сечение нижней части колонны.
Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения: .
,
(изгибающий момент догружает подкрановую
ветвь);
,
(изгибающий момент догружает наружную
ветвь);
Определим ориентировочное
положение центра тяжести. Предварительно
принимаем
;
;
Определим усилия в ветвях:
В подкрановой ветви:
В наружной ветви:
Определим требуемую площадь сечения и компонуем сечение.
Для подкрановой ветви:
Предварительно задаемся
гибкостью
(
СНиП II-23-81,
Прил.6, табл.72)
По сортаменту подбираем
двутавр 26Б2;
;
;
;
;
;
;
Для наружной ветви:
Для удобства прикрепления
решетки расстояние между наружными
гранями полок принимаем таким же, как
в подкрановой ветви (261мм). Толщину стенки
для удобства ее соединения встык с
полками верхней части колонны принимаем
20 мм, а ширину стенки из условия размещения
швов
.
Требуемая площадь полок:
Принимаем конструктивно минимальные размеры полок.
Условие местной устойчивости полок:
Геометрические характеристики ветви:
Определим моменты инерции:
,
где
.
Радиусы инерции:
Уточняем положение центра тяжести наружной ветви:
Определяем усилия в ветвях:
В подкрановой ветви:
В наружной ветви:
Проверка устойчивости ветвей.
Из плоскости рамы:
,
где
-
коэффициент продольного изгиба,
определяемый по гибкости
.
Подкрановая ветвь:
Условие
не выполняется.
По сортаменту подбираем
двутавр 40Б2;
;
;
;
;
;
;
Для наружной ветви:
Для удобства прикрепления
решетки расстояние между наружными
гранями полок принимаем таким же, как
в подкрановой ветви (396мм). Толщину стенки
для удобства ее соединения встык с
полками верхней части колонны принимаем
20 мм, а ширину стенки из условия размещения
швов
.
Требуемая площадь полок:
Принимаем конструктивно минимальные размеры полок.
Условие местной устойчивости полок:
Геометрические характеристики ветви:
Определим моменты инерции:
,
где
.
Радиусы инерции:
Уточняем положение центра тяжести наружной ветви:
Определяем усилия в ветвях:
В подкрановой ветви:
В наружной ветви:
Проверка устойчивости ветвей.
Из плоскости рамы: ,
где - коэффициент продольного изгиба, определяемый по гибкости .
Подкрановая ветвь:
Наружная ветвь:
Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки:
Принимаем
(
).
Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы:
Подкрановая ветвь:
Наружная ветвь:
Расчет решетки подкрановой части колонны.
Поперечная сила в сечении
колонны
.
Расчетная сила, кроме этого,
приближенно не должна быть меньше
:
.
Рассчитываем на большую поперечную силу, т.е. на . Усилие сжатия в раскосе, считая равномерную передачу сил на две плоскости, найдем по формуле:
,
где
-
угол наклона раскоса к ветви колонны
(
).
,
Задаемся гибкостью
;
(сжатый уголок, прикрепленный одной
полкой).
.
Принимаем уголок
:
;
;
Напряжение в раскосе:
.Условие
не выполнено.
Принимаем уголок
:
;
;
Напряжение в раскосе:
.
Для приварки решетки к колонне применяется полуавтоматическая сварка проволокой
d=1,6 мм СВ-0,8А.
Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной силы рассчитываем
на срез по 2-м сечениям: металлу шва и границе сплавления.
Определим сечение, по которому необходимо рассчитать угловой шов на срез:
Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня.
Геометрические характеристики всего сечения:
;
;
;
.
Приведенная гибкость:
,
где
-
площадь сечения раскосов по двум граням
сечения колонны;
(
;
;
).
.
Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (А-А),
,
-
коэффициент устойчивости при сжатии с
изгибом (уч. Кудишин прил.10).
.
Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (CN-CN),
,
Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, т.к. она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.