Проверка устойчивости подкрановой части колонны как единого составного стержня в плоскости действия изгибающего момента

Гибкость стержня относительно свободной оси

Приведенная гибкость

где

Условная приведенная гибкость.

Относительный эксцентриситет для комбинации усилий, вызывающих наибольшее сжатие в подкрановой ветви:

по приложению 16

Проверяем устойчивость в плоскости действия изгибающего момента М_х:

Для комбинации усилии, вызывающих наибольшее сжатие в наружной ветви:

Таким образом, устойчивость подкрановой части колонны как единого стержня в плоскости действия момента также обеспечена. Устойчивость из плоскости действия проверять не требуется, так как она гарантирована устойчивостью отдельных ветвей.

В заключении определяем фактическое отношение моментов инерции подкрановой и надкрановой частей колоны относительно оси:

Расхождение со значением

что меньше допустимого отклонения в 30%.

Расчет и конструирование узлов колонны. Соединение верхней части колонны с нижней.

Определяем высоту траверсы по формуле

h_tч = (0,5…0,8) = (0,5…0,8) = 75…120см.

принимаем h_tч = 100см

Усилие в полке верхней части колонны

Назначаем сечения вертикальных ребер траверсы, к которым крепится полка верхней части колонны 150х22 мм.

Толщина швов, соединяющих эти ребра с траверсой, определяем по формуле:

где по условию

В нашем случае согласно СНиП II – 23 – 81 табл. 3.4.

Если условие не выполняется, принимаем электроды Э – 46 мм. Марку проволоки для сварки СВ – 0,8 ГА. Тогда нормативное сопротивление металла шва = 450 МПа. Проверяем условие для рабочих угловых швов в элементах стали с пределом текучести R_yn ≤ 295 МПа

Можно ограничится расчетом по металлу шва.

Если R > 295МПа, то допускается использование сварочных материалов, удовлетворяющих условию

итак

что больше и меньше

R_un = 370МПа

тогда

принимаем конструктивно

l_lf = 8 мм

Усилие на уступ колонны

N' = (N_3-3 – N_1-1) = 2278,8 – 513,0 = 1766 кН

Толщину опорного листа принимаем t = 20 мм

Толщину стенки траверсы и вертикального ребра колонны определяем из условия смятие давлением подкрановых балок.

z = (0,4 + 0,02 + 0,02) = 0,44 – рабочая длина траверса, воспринимающая давление.

- расчетное

сопротивление смятию торцевой поверхности (приложение 19)

j_m=1,05–коэффициент надежности по материалу. (приложение 20)

Толщину листа траверсы (t_tr) и вертикального ребра колонны (t_r) принимаем

t_tr = t_r = 1,2 см = 12 мм

Давление с опорной плиты на траверсу и ребро передается через фрезерованные торцы траверсы и ребра. Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 560 * 20 мм, а верхние горизонтальные ребра траверсы – из двух листов по 140 * 20 мм.

(рис 4.8).

Определяем геометрические характеристики траверсы и проверим на прочность.

Положение центра тяжести сечения траверсы:

Расчетным усилием в траверсе как у балки, опирающейся на ветви, от нагрузки с верхней части колонны примем давление траверсы на подкрановую ветвь.

изгибающий момент у грани верхней части колонны

расчетная поперечная сила траверсы с учетом части давления от подкрановой балки на траверсу

напряжение в траверсе от изгиба и среза:

Крепление вертикального листа траверсы к подкрановой ветви проверяем на силу Q_tr = 1830 кН

Требуемую толщину швов определим по формуле

исходя из толщины траверсы t_tr = 12 мм конструктивно принимаем толщину шва К_f = 8 мм

Толщину ребра t_r так же, как и толщину траверсы из условия смятия принимаем равной 12 мм. Высоту ребра и шва его крепления к стенке подкрановой ветви колонны, конструктивно принимаем такими же, как для вертикального листа траверсы.