Наружная ветвь

Из плоскости рамы:

Определяем гибкость ветви с учетом постановки одной распорки в середине высоты нижней части колонны.

Для типа сечения с определяем φ_у = 0,720 при [1, табл. Д.1]

Условие устойчивости выполнено.

В плоскости рамы:

;

Для типа сечения с определяем φ_х = 0,697 при [1, табл. Д.1]

- угол наклона раскоса к ветви колонны.

Условие устойчивости выполнено.

7.4.3. Расчет решетки нижней части колонны

Поперечная сила в сечении колонны Q_факт = 101,497 кН сечение IV-IV (сочет. 1,2,6,7,9).

Решетка запроектирована раскосная из одиночных уголков. Раскосы решетки рассчитываются как центрально-сжатые элементы.

Расчет проводится на поперечную силу Q_max, равную большей из величин Q_факт и Q_fic:

Найдем условную поперечную силу:

Расчет производим по Q_max = 101,497кН.

Усилие сжатия в раскосе:

Задаемся гибкостью раскоса λ=100, ,

тогда φ₃ = 0,621 [1, табл. Д.1]

Требуемая площадь раскоса:

;

- для сжатого уголка.

Раскос выбираем из одиночного уголка, прикрепленного к одной полке по ГОСТ 8509 – 93:

;

Определяем длину раскоса:

[1, табл. Д.1] для типа сечения с.

Проверка устойчивости

Условие устойчивости выполнено.

7.4.4. Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента
как единого стержня

Геометрические характеристики всего сечения:

суммарная площадь раскосов решетки.

см

.

Проверка на наиболее неблагоприятное сочетание усилий в сечении III-III (загружение 1, 2, 5,6,11), которое догружает подкрановую ветвь из таблицы 10:

Определяем φ_е = 0,691 при ; .[1, табл. Д.3]

Устойчивость колонны в плоскости действия момента как единого стержня на усилие обеспечена.

Проверка на наиболее неблагоприятное сочетание усилий в сечении IV-IV (загружение 1, 2, 6, 7, 9), которое догружает наружную ветвь из таблицы 10:

по , φ_е = 0,676. [1, табл. Д.3]

Устойчивость колонны в плоскости действия момента как единого стержня на усилие обеспечена.

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

7.4.5. Расчет узла сопряжения верхней и нижней части колонны

1 комбинация - Изгибающий момент догружает подкрановую ветвь:

Наиболее неблагоприятное сочетание усилий в сечении II-II (загружение 1, 2, 6, 7, 11) из таблицы 10:

М₁ = -390,833 кНм;

N₁ = -371,133 кН.

2 комбинация - Изгибающий момент догружает наружную ветвь:

Наиболее неблагоприятное сочетание усилий в сечении II-II (загружение 1, 2) из таблицы 10:

М₂ = 269,190 кНм;

N₂ = -354,692 кН.

Максимальное вертикальное давление от кранов на крайнюю колонну: D_max = 89,406кН.

Монтажное соединение частей колонны принимаем встык с полным проваром. Прочность стыкового шва (Ш1) проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части колонны из условия равнопрочности с основным сечением. Площадь и момент сопротивления шва равны площади и моменту сопротивления сечения верха колонны:

А = 192,8 см², W = 6159,77см³.

1 комбинация М₁ и N₁:

наружная полка:

внутренняя полка:

2 комбинация М₂ и N₂:

наружная полка:

внутренняя полка:

.

Прочность шва Ш1 обеспечена.

Для передачи усилий от верхней части колонны к нижней устраивают траверсу С345. Усилие от крана D_max через плиту передается на стенку траверсы. Стенка траверсы работает на смятие. Из условия смятия находим толщину траверсы:

- ширина ребер подкрановой балки 300мм;

- толщина опорной плиты 20мм.

Принимаем толщину траверсы равной = 1,4 см.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны (1 комбинация):

высота сечения верхней части колонны.

Длина шва (Ш2) крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы:

т.к. , то расчет ведем по металлу шва: ,

где [1, табл. 39] для проволоки d = 1,4…2мм.

[1, табл. 39];

.

Сварка полуавтоматическая, марка сварочной проволоки – Св-08А.

Минимальный катет шва k_{f min} = 4 мм [1, табл.38]), максимальный k_{f max} = =1,2 t _тр = 1,2·14 =16,8 мм.

Принимаем k_f = 4 мм.

.

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы. Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (Ш3) находим опорную реакцию траверсы:

.

m = 0,9, т. к. наибольшую опорную реакцию траверсы дает 1 комбинация усилий N₁,М₁, полученная от основного сочетания второй группы (загружение 1, 2, 6, 7, 9).

Сварка полуавтоматическая, марка сварочной проволоки Св-08А, тип электрода Э42 [1, табл.Г.2].

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем необходимую высоту траверсы:

,

где t_w = 5,8 мм – толщина стенки подкрановой ветви колонны;

, кратно 100 мм.

.

Принимаем высоту траверсы h = 900мм.

Рис. 32. Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны марки К-5 по оси А

Проверка прочности траверсы

Проверка прочности траверсы как балки нагруженной усилиями N, M, и D_max.

Нижний пояс траверсы принят конструктивно: лист – b × t = 220 × 10 мм.

Верхние горизонтальные ребра: два листа по b × t₁= 100 × 10 мм.

Стенка: лист – 14 мм.

Геометрические характеристики сечения

Положение центра тяжести сечения:

Момент инерции:

Момент сопротивления:

y_в = h - y = 90 – 43,04 = 46,96 см.

Опорные реакции траверсы от 2-х комбинаций усилий:

Максимальный изгибающий момент от 1 комбинации усилий:

Проверка прочности траверсы по нормальным напряжениям

Проверка по касательным напряжениям:

.

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

Проверка прочности траверсы обеспечена.

Рис. 33. Расчетная схема траверсы колонны марки К-5 по оси А

Рис. 34. Сечение траверсы колонны марки К-5 по оси А

Дата добавления: 2015-09-06