3.Расчёт и конструирование колонны.

3.1.Установление расчётной длины подкрановой и надкрановой частей колонны в плоскости и из плоскости рамы.

Рис. 13 Схема для расчёта колонны

При изготовлении колонны используется сталь С255 : , .

Подкрановая балка высотой 1.2 м. .

1. , .

Соотношение коэффициентов расчётных длин:

Коэффициент расчётной длины нижнего участка колонны вычисляется по формуле:

Коэффициенты и находим по таблице прил.12 [1]:

При , , .

Коэффициент расчётной длины верхнего участка колонны:

2. Расчётные длины участков вычисляют по формуле :

в плоскости рамы ; ;

из плоскости рамы ; .

3. Определение требуемой площади сечения.

Рис. 14 Схема сечения верхней части колонны.

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой h_в=500 мм.

По формуле определим требуемую площадь сечения.

Для симметричного двутавра , .

; ; .

По прилож.8 [1] .

4.Подбор сечения верхней части колонны.

Задаёмся толщиной полки , откуда .

Толщину стенки найдем из условия местной устойчивости .

Так как , то

, принимаем t_w= 1 см.

Принимаем ширину полки из условия .

Проверка пояса на местную устойчивость ;

– условие выполнено.

Площадь сечения

5. Проверка на устойчивость в плоскости действия момента.

; ; ;

; ; .

Так как , то

, по прилож.8 [1] .

.

6. Проверка на устойчивость из плоскости действия момента.

;; ;

Для R_y=230 МПа, _y=97.89 по прилож.7 [1] находим _y=0.571

– условие не выполнено

Увеличиваем ширину полки .

; ; ; ;

; ; ; ; ;

Проверка пояса на местную устойчивость:

– условие выполнено.

Для R_y=230 МПа, _y=84.7 по прилож.7 [1] находим _y=0.664

– условие выполнено

Находим момент в трети сечения:

Так как m>1, то .

При m<5,

3.2.Подбор сечения нижней части колонны.

Рис. 16 К расчёту сечения нижней части колонны

Назначаем , тогда .

Принимаем .

Вычисляем силы приходящиеся на части колонны:

;

Подкрановая ветвь.

Задаёмся ,

; .

Принимаем I 55K1, h=550 мм, A_п=118 см², i_y^п=21.8 см.

Шатровая ветвь.

Задаёмся

.

Рис. 17 Компоновка сечения нижней части колонны

Толщину полки шатровой ветки принимаем равной толщине полки верхней части колонны – 1 см. В целях удобства прикрепления решетки принимаем высоту равной высоте двутавра подкрановой ветви. Размеры листа увеличиваем по 1 см с каждой стороны для размещения швов.

Площадь полки: .

Из условия местной устойчивости полки швеллера:

Принимаем b_п=20 см, t_п=1 см ; A_п=20 см².

;

Подобранные сечения больше требуемых площадей.

3.3Расчёт ветвей колонны в плоскости действия момента

;

;

Равноустойчивой делаем подкрановую часть колонны.

;

Угол между раскосом и вертикалью: (попадает в диапазон

Проверка устойчивости

Подкрановая ветвь

Шатровая ветвь

Расчёт решетки

Принимаем . При l=186 см , i_тр= 1.86 см

Принимаем └100x7 A=13.8 см² ; i _min =1.98 см

Напряжение в раскосе:

Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого целого

;

Приведённая гибкость

,

где .

Для комбинации усилий, догружающих шатровую ветвь:

По прилож.9 [1]

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь:

По прилож.9 [1]

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