4.4. Расчет решетки подкрановой части колонны.

Поперечная сила в сечении колонны Q_max = 124.3 кН;

Условная поперечная сила:

Q_усл  0.2A = 0.2(57.48 + 157) = 42.896 < Q_max = 124.3кН;

Расчет решетки проводим на Q_max.

Усилие сжатия в раскосе:

Задаемся

Требуемая площадь раскоса:

R = 225МПа = 22,5кН/см² (фасонный прокат из стали Вст3кп2);  = 0,75 (сжатый уголок, прикрепляемый одной полкой).

Принимаем уголок 80x6;

А_р =9.38 см²;

i_min = 1.58см;

_amx = l_p / i_min = 163.4/1.58 = 103.4  = 0.541

(см. рис. 4.1.в)

Напряжение в раскосе:

Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня

Геометрические характеристики всего сечения:

A = A_B1 + A_B2 = 54.48 + 157= 211.48см²

I_x = A_B1y₁² + A_B2y₂² = 54.48·85.43² + 157·31.28² = 551225см⁴

Приведенная гибкость:

- площадь сечения раскосов по 2-м граням сечения колонны.

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

N₂ =1732.3кН; M₂ = 790.9кНм;

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь:

N₁ = 1481.9; M₁ = 497.8кНм;

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

4.5. Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:

М = 301,62кНм; N = 624кН;

M = -373,56кНм; N = 925,64кН;

Давление кранов D_max =1024.97кН;

Прочность стыкового шва проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны.

1-ая комбинация М и N:

- наружная полка:

- внутренняя полка:

2-ая комбинация М и N:

- наружная полка:

- внутренняя полка:

Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия по формуле:

- ширина опорных ребер балок.

- толщина стенки траверсы и плиты.

- длина сминаемой поверхности.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-ая комбинация):

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы:

Принимаем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d = 1.4…2мм, _ш = 0,9; _С = 1,05.

Назначаем k_ш = 6мм; _уш^св = _ус^св = 1,05·16,5 = 17,3 кН/см²

< 85

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.

М = -236.03кНм; N =559.4кН;

Принимаем катет шва 7мм

Требуемая длина шва:

< 85

Принимаем h_тр = 70см

Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M, D_max. Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 420х12мм; верхние горизонтальные ребра из 2-х листов 180х12мм. (см. рис. 4.2.в.)

Найдем геометрические характеристики траверсы:

Найдем положение центра тяжести траверсы:

Максимальный изгибающий момент возникает в траверсе при 2-ой комбинации усилий:

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

4.6. Расчет и конструирование базы колонны.

Проектируем базу раздельного типа.

Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4 – 4):

M = 790.94кНм; N = 1732.3кН;

M = -312.82кНм; N = 1588.6кН;

Определяем усилия в ветвях колонны:

База наружной ветви. Требуемая площадь плиты:

По конструктивным соображениям свес плиты С₂ должен быть не менее 4см. Тогда:

В ≥ b_н + 2С₂ = 42.5 + 2•4 = 50.5см

принимаем В = 55см. принимаемL = 40см.

А_{пл.факт.} = 40·55 =2200см² > А_пл.тр. = 1517.1см²

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно:

2(b_n + t_ст – Z₀) = 2(18 + 2,0 – 8.29) = 23.42см;

при толщине траверсы 12мм c₁ = (40 – 23.42 – 2·1.2)/2 =7.09 см

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

Участок 1: (консольный свес с = с₁ =7.09см)

Участок 2: (консольный свес с = с₂ = 4см)

Участок 3: (плита опертая по контуру);

b/a = 37.6/18 = 2.1 > 2;  = 0.125

Участок 4: (плита опертая по контуру);

b/a = 37.6/4.4 = 8.5 > 2;  = 0.125

Принимаем для расчета M_max = 31.19 кНсм;

Требуемая толщина плиты:

Принимаем t_пл = 32мм; (2мм – припуск на фрезеровку)

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности всё усилие в ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой Св-08А. Принимаем катет шва k_ш = 8мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:

Принимаем h_тр = 25см