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

7.4. Расчет нижней части колонны

Для подкрановой ветви:

Наиболее неблагоприятное сочетание усилий в сечении III-III (загружение 1, 2, 5, 6, 11) из таблицы 10:

М = -674,551 кНм;

N = -1006,244 кН.

Для наружной ветви:

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

М = 1056,149 кНм;

N = -594,092 кН.

Расчетная длина нижней части колонны:

l_efx1 = l₁ ·₁ = 15130· 0,67 = 10137,1 мм

l_efy1 = l₁ = 15130 мм.

Рис. 29. Сечение нижней части колонны марки К-5

7.4.1. Подбор сечения подкрановой и наружной ветвей нижней части колонны

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой в двух плоскостях. Высота сечения колонны h_k = 1500мм. Подкрановую ветвь колонны принимаем из двутавра; наружную – составного сечения из листа и двух прокатных равнополочных уголков.

Определяем ориентировочно положение центра тяжести.

Принимаем z₀ = 5см.

h₀= h_k – z₀ = 150 - 5=145см.

Расстояние от центра тяжести до наиболее нагруженной оси:

y₁ = (0,45…0,55) h₀ = (0,45…0,55) 145 = 66…80см; y₁ = 75см.

y₂ = h₀ – y₁= 145 – 75 = 70 см.

Определяем продольные усилия в ветвях колонны:

- усилие в подкрановой ветви

- усилие в наружной ветви

Подбор сечения подкрановой ветви:

Ветви рассчитывают как центрально-сжатые элементы. Решаем методом последовательных приближений.

В первом приближении примем φ_е = 0,8.

R_y = 34,0 кН/см²

Требуемая площадь сечения подкрановой ветви:

Принимаем двутавр I 30Б1 с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83 с геометрическими характеристиками:

Рис. 30. Сечение подкрановой ветви нижней части колонны марки К-5 по оси А

Подбор сечения наружной ветви:

В первом приближении примем φ_е = 0,8.

Требуемая площадь сечения наружной ветви:

Находим требуемую площадь сечения одного уголка:

Запроектирован равнополочный уголок по ГОСТ 8509 – 93:

;

Расстояние от центра тяжести уголка до оси у-у:

Определяем площадь сечения наружной ветви:

Положение центра тяжести наружной ветви:

;

Уточняем положение центра тяжести:

y₂ = h_о – y₁= 148,05 – 90,35 = 57,7 см

Уточняем усилия в ветвях:

- усилие в подкрановой ветви

- усилие в наружной ветви

Рис. 31. Сечение наружной ветви нижней части колонны марки К-5