Расчет верхней части колонны

Наиболее неблагоприятное сочетание усилий в сечении I-I (загружение 1, 2, 6, 7, 9) из таблицы 10:

М = -1074,061кНм;

N = -371,592 кН.

Расчетная длина верхней части колонны:

l _efx2 = l ₂ ·m₂ = 6470· 0,985 = 6373 мм

l _efy2 = l ₂ – h_пб = 6470 – 750 = 5720 мм

7.3.1. Подбор сечения верхней части колонны

Решаем методом последовательных приближений.

Сечение верхней части колонны принимают в виде сварного двутавра высотой: h_к = 1000 мм.

В первом приближении принимаем:

- радиус инерции относительно оси х

- ядровое расстояние

Условная гибкость:

Принимаем

Относительный эксцентриситет

[1 табл. Д.2,].

Коэффициент влияния формы сечения, определяем по [1, табл.Д.2],

Приведенный относительный эксцентриситет

Коэффициент φ_е для проверки устойчивости внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) сплошностенчатых стержней в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии находим интерполяцией [1, табл. Д.3]: .

Требуемая площадь сечения верхней части колонны:

где - коэффициент условия работы [1, табл.1].

Ширина полки из условия общей устойчивости:

Принимаем ширину полки b_f = 300мм.

Толщину полки назначаем из условия:

толщина стенки;

.

По сортаменту листового проката назначаем размеры сечения:

Толщину полки: t_f = 16мм

Толщину стенки двутавра: t_w = 10мм

Высота стенки: h_ef = h -2 t_f = 1000-2·15 = 970 мм.

h_ef / t_w = 970/10 = 97 < 120

Геометрические характеристики подобранного сечения
верхней части колонны.

Площадь сечения:

Высота сечения:

Момент инерции относительно оси х:

Момент инерции относительно оси y:

Момент сопротивления относительно оси х:

Ядровое расстояние:

Радиус инерции сечения относительно оси х:

Радиус инерции сечения относительно оси y:

Уточнённые гибкости (без распорок):

;

Фактическая условная гибкость

Фактический относительный эксцентриситет:

Рис. 26. Сечение верхней части колонны марки К-5

7.3.2. Проверка местной устойчивости полки и стенки колонны

Проверка местной устойчивости полки:

По табл. 23 [1] для двутавра

Местная устойчивость полки обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки:

[1, п.9.4.2]

; [1, п. 9.4.3].

Наибольшее сжимающее усилие в стенке:

Наибольшее сжимающее усилие у противоположной границы стенки:

определяем как для центрально-сжатых элементов по [1, табл. 9] в зависимости от :

Т.к. местная устойчивость стенки не обеспечена, то неустойчивую среднюю часть стенки считаем выключившейся из работы.

уменьшенная высота стенки

Найдем расчетную уменьшенную площадь сечения :

см² [1, ф.31])

Проверяем необходимость постановки поперечных ребер жесткости:

Т.к. - стенку следует укреплять поперечными ребрами жесткости с шагом 2,5 h_ef -3h_ef: устанавливаем парное симметричное ребро с шагом 250 см.

Размеры поперечного ребра подбираем по [1, п. 7.3.3]):

Ширина ребра

Толщина ребра

Принимаем размеры ребра b_r = 14,0см; t_r = 1,0см.

Рис. 27. К проверке местной устойчивости стенки верхней части колонны марки К-5

7.3.3. Проверка общей устойчивости верхней части колонны
в плоскости действия момента

При [1, табл. Д.2]

коэффициент влияния формы сечения η = 1,44;

m_ef = η·m_x = 1,44·4,32 = 6,22.

Коэффициент φ_е для проверки устойчивости внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) сплошностенчатых стержней в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии находим интерполяцией [1, табл. Д.3]: φ_е = 0,228.

Т.к. местная устойчивость стенки не обеспечена и неустойчивую часть стенки считаем выключившейся из работы, то при проверке устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента примем расчетную уменьшенную площадь сечения А_d:

Общая устойчивость в плоскости действия момента обеспечена.

7.3.4. Проверка общей устойчивости
из плоскости действия момента

За расчетный момент при проверке устойчивости из плоскости принимаем наибольший момент:

коэффициенты, определяемые по [1, табл. 21].

Интерполяцией [1, табл.Д.1] для типа сечения b[1, табл.7]) находим:

Общая устойчивость из плоскости действия момента обеспечена.

Расчет на прочность выполнять не требуется, т.к.: [1, п.9.1.2]).

Рис. 28. К определению расчетного момента М_х для проверки устойчивости
верхней части колонны марки К-5 из плоскости действия момента

---

Дата добавления: 2015-09-06