4.3 Расчёт подкрановой части колонны

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения

M₂= 474,7 кН·м;

N₂=- -1148,0 кН;

M₁= -380,5 кН·м;

N₁=- -1014 кН;

1. Компоновка сечения подкрановой части колонны

Рисунок 19 – К расчёту сечения подкрановой части колонны

Определяем ориентировочное положение центра тяжести.

Принимаем

Определяем усилия в ветвях.

В подкрановой ветви:

В наружной ветви:

Определяем требуемую площадь ветвей и назначаем сечение.

Задаемся гибкостью

Для подкрановой ветви:

Принимаем двутавр 30Б1:

Для наружной ветви:

принимаем

толщина пояса надкрановой части колонны.

Требуемая площадь пояса:

Принимаем:

Проверка местной устойчивости:

условие выполняется.

Геометрические характеристики подобранного сечения.

Для двутавра:

_{Для швеллера.}

_{Уточняем положение центра тяжести наружной ветви:}

_{Определяем моменты инерции:}

Определяем радиусы инерции:

Уточняем положение центра тяжести колонны:

Рисунок 20 - Сечение нижней части колонны

Определяем усилия в ветвях.

В подкрановой ветви:

В наружной ветви:

4.3.2 Проверка устойчивости ветвей подкрановой части колонны

_{Проверка устойчивости ветвей.}

_{Из плоскости рамы по формуле:}

Подкрановая ветвь:

Наружная ветвь:

Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решётки:

Число панелей:

_{принимаем n=7.}

Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы.

Для подкрановой ветви:

Для наружной ветви:

4.3.3 Расчёт решётки подкрановой части колонны

Усилия в решётке:

Проектируем решётку с поперечными стержнями.

Усилие в раскосе:

( )

Задаемся _, (сжатый уголок, прикрепленный одной полкой)

_{Условие не выполняется. Принимаем уголок 75х5:}

_{Условие не выполняется. Принимаем уголок 80х6:}

4.3.4 Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня

Геометрические характеристики сечения:

_{Приведённая гибкость:}

_{Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь:}

M₁= -380,5 кН·м; N₁= -1014 кН.

Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь:

M₂ = 474,7 кН·м; N₂ = -1148 кН.

Устойчивость колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.

4.4 Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

Прикрепление верхней части внецентренно сжатой колонны к нижней проектируем с помощью траверсы. Траверса работает на изгиб как балка на двух опорах. Для повышения общей жесткости узла соединения частей колонны дополнительно ставим ребра жесткости и горизонтальные диафрагмы.

Расчетные комбинации усилий в сечении:

1) М₁ = -72,0 кН·м; N₁ = -379,4 кН;

2) М₂ = 124,5 кН·м; N₂ = -327,5 кН.

Давление кранов: D_max = 686,0 кН.

Прочность стыкового шва проверяем в крайних точках сечения надкрановой части.

1-я комбинация М₁ и N₁ (сжата внутренняя полка).

Наружная полка:

Внутренняя полка:

2-я комбинация М₂ и N₂ (сжата наружная полка).

Наружная полка:

Внутренняя полка:

Прочность шва обеспечена с большим запасом.

Конструирование траверсы.

Толщину стенки траверсы определяем из условия её смятия по формуле:

b=20 см – ширина опорного ребра подкрановой балки;

толщина опорной плиты;

Принимаем

Усилие во внутренней полке верхней части колонны:

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы:

Принимаем полуавтоматическую сварку электродами Э42 под флюсом, проволокой СВ-08А d=2 мм.

принимаем . Расчёт ведём по металлу шва:

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.

Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы: 1+2+3+5+8

М₃ = 11,2 кН·м; N₃ = -379,4 кН.

Принимаем полуавтоматическую сварку электродами Э46 под флюсом, проволокой СВ-08А d=3 мм.

Расчёт ведём по границе сплавления.

Требуемая длина шва при

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы, определяем высоту траверсы:

толщина стенки двутавра 30Б1.

Принимаем .

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов: