3.3.2 Предварительный подбор сечения

Подкрановая ветвь. Задаваясь коэффициентом , которому, согласно таблице 2 приложения [1], соответствует гибкость , находим ориентировочную площадь сечения:

(3.3.2.1)

Проектируем ветвь в виде сварного двутавра, его высоту для обеспечения устойчивости колонны из плоскости действия изгибающего момента определяем из условия:

(3.3.2.2)

Ширину поясов определяем по условиям:

(3.3.2.3)

(3.3.2.4)

Задаем толщину пояса и стенки: , .

Определяем фактическую площадь сечения подкрановой ветви:

(3.3.2.5)

Рисунок 3.3.2.1 – Сечение подкрановой ветви колонны

Наружная ветвь. Требуемая площадь при том же коэффициенте продольного изгиба по формуле 3.3.2.1:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков и листа, общей площадью:

(3.3.2.6)

где - площадь одного уголка;

- ширина и толщина листа, ,

Требуемая площадь сечения одного уголка определяется по формуле:

(3.3.2.7)

Так как площадь одного уголка получается отрицательной, принимаем конструктивно уголок , площадь сечения которого 12,82 .

Рисунок 3.3.2.2 – Сечение наружной ветви

Определяем фактическую площадь сечения наружной ветви:

Определяем геометрические характеристики.

Сечение подкрановой ветви:

моменты инерции:

(3.3.2.8)

(3.3.2.9)

радиусы инерции:

(3.3.2.10)

(3.3.2.11)

Сечение наружной ветви:

координата центра тяжести сечения относительно внешней грани листа

(3.3.2.12)

где - площадь листа

моменты инерции:

(3.3.2.13)

(3.3.2.14)

Радиусы инерции

(3.3.2.15)

(3.3.2.16)

Сечение колонны в целом:

Координата центра тяжести сечения относительно центральной оси двутавра:

(3.3.2.17)

(3.3.2.18)

(3.3.2.19)

Момент инерции

(3.3.2.20)

Радиус инерции

(3.3.2.21)

3.3.3 Проверка устойчивости ветвей колонны

Подкрановая ветвь. Уточнение значения продольного усилия:

(3.3.3.1)

Гибкость рамы:

(3.3.3.2)

Расстояние между узлами решетки принято из следующего расчета:

(3.3.3.3)

где высота траверсы в месте сопряжения верхней части ступенчатой колонны с нижней, предварительно принимаем

количество панелей в нижней части колонны, .

Гибкость из плоскости рамы

(3.3.3.4)

Максимальная условная гибкость

(3.3.3.5)

Коэффициент продольного изгиба:

(3.3.3.6)

Напряжение:

Наружная ветвь. Аналогично находим характеристики:

(3.3.3.7)

(3.3.3.8)

Следовательно, устойчивость отдельных ветвей подкрановой части колонны обеспечена.

3.3.4 Расчет элементов соединительной решетки

Условная поперечная сила даже при , меньше фактической, поэтому раскосы рассчитываем по фактической поперечной силе .

Угол между осями ветвей и раскосов:

(3.3.4.1)

Отсюда .

Усилие в раскосе при наличии решетки в двух плоскостях

(3.3.4.2)

Геометрическая длина раскоса при центрировании на ось ветви

(3.3.4.3)

Задаваясь коэффициентом продольного изгиба , находим требуемую площадь сечения сжатого раскоса:

(3.3.4.4)

где коэффициент условий работы конструкции, принят .

По сортаменту принимаем уголок сечением 70 с площадью и радиусом инерции .

Гибкость раскоса при шарнирном закреплении в узлах:

(3.3.4.5)

где

Условная гибкость

(3.3.4.6)

Следовательно, коэффициент продольного изгиба вычисляем по формуле:

(3.3.4.7)

Отсюда напряжение:

Усилие в распорках незначительно, поэтому распорки выполняем из тех же уголков, что и раскосы.