Подбор сечения решетки нижней части колонны

Поперечная сила в сечении колонны Q_max=153кН. Условная поперечная сила принимается по табл.8.2:

Q_fic≈ 0,2A = 0,2(48.7+109.2) = 32кН<Q_max= 153кН.

Расчет решетки производим по Q_max. Усилие сжатия в раскосе:

α = 55º (угол наклона раскоса)

Задаемся λ_р=100,

γ_c=0,75 (сжатый уголок, прикрепленный одной полкой).

Принимаем уголок 90×7; А_р=12.3 см²; ί_min=1,78 см;

=>φ=0,52 (кривая устойчивости типа «в»);

Проверка устойчивости нижней части колонны в плоскости действия момента, как единого целого

Геометрические характеристики всего сечения:

λ_x= l_xi/ ί_x=2760/65.6=42,1.

Приведенная гибкость

Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 4-4):

N₂=1669кН; М₂=1218.6кН∙м;

=>φ_е=0,503;

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сечение 3-3):

N₁=1466кН; М₁=-456.8кН∙м;

=>φ_е=0,542;

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

Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:

1) N=521 кН; М=+65.9кН∙м;

2) N=510.2 кН; М=-253.6кН∙м;

Давление кранов D_max=1170кН.

Прочность стыкового шва (ш1) проверяем в крайних точках сечения надкрановой части.

Первая комбинация М и N (сжата наружная полка):

наружная полка

внутренняя полка

Вторая комбинация М и N (сжата внутренняя полка): наружная полка:

Прочность шва обеспечена с большим запасом. Толщину стенки траверсы определим из условия ее смятия по формуле:

Принимаем tтр=1.2см

При второй комбинации М и N усилия во внутренней полке (в запас несущей способности):

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (ш2)

Применяем полуавтоматическую сварку в нижнем положении в среде углекислого газа сварочной проволокой Cв-08Г2:

R_wf = 21,5 кН/см²;R_wz = 16,5 кН/см²;

β_f = 0,9; β_z = 1,05;

β_f∙R_wf = 0,9∙21,5 = 19,3 кН/см²;

β_z∙R_wz = 1,05∙16,5 = 17 кН/см².

Расчет ведем по металлу границы сплавления. Принимаемk_f=10 мм;

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которой заводим стенку траверсы. Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий в сечении 2-2, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы (такой комбинацией будет сочетание 1, 2, 3, 4(-), 5*):

Коэффициент ψ=0,9 учитывает, что усилия М и N приняты для второго основного сочетания нагрузок. Требуемая длина шва (k_f= 10 мм):

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы (линия 1-1) определим высоту траверсы h_тр по формуле:

Принимаем h_тр=80 см.

Нижний пояс траверсы принимают конструктивно из листа 420х12 мм; верхние горизонтальные ребра – из двух листов 180х12 мм.

Определение геометрических характеристик сечения.

Положение центра тяжести сечения:

y_н= =35.4 см;

I_x=1.2*78.8³/12+78.8*1.2*5.2²+1.2*42*34.8²+2*18*1.2*29²=148855 см⁴;

W_min= I_x/y_в=148855/44.6=3337.6 см³;

Максимальный изгибающий момент в траверсе:

М_тр=(25360/150+510.2*100/2*150)*(150-100)=16956.7 кН*см;

σ_тр=16956.7/3337.6=5.08 кН/см²;

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов:

Коэффициент k=1,2 учитывает неравномерную передачу усилия D_max: