Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

металы / верх колоны

.doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
01.03.2016
Размер:
455.17 Кб
Скачать

5 Расчёт и конструирование ступенчатой колонны

    1. Расчётные усилия в колонне

По результатам статического расчёта для верхней части колонны из двух расчётных сечений (3-3 и 4-4) выбирается сочетание нагрузок с максимальными абсолютными значениями изгибающего момента и продольной силы . Для нижней части колонны из расчётных сечений (1-1 и 2-2) выбирается два сочетания нагрузок с максимальными абсолютными значениями изгибающего момента и продольной силы , при этом одно сочетание – с отрицательным изгибающим моментом (момент догружает подкрановую часть колонны), второе сочетание – с положительным изгибающим моментом (момент догружает наружную ветвь колонны).

Если абсолютное значение больше в одном сочетании, а абсолютное значение больше в другом сочетании, то для выявления расчётного сочетания рекомендуется определить величину , где высота сечения верхней или нижней части колонны. За расчётное следует принять то сочетание, в котором будет наибольшим.

Расчётные комбинации усилий в колонне:

Для верхней части колонны в сечении 4-4:

(1, 2, 4, 6, 8);

в сечении 3-3 при том же сочетании нагрузок получим:

Для нижней части колонны

(сечение 2–2) (1, 2, 3, 5, 8);

(сечение 1–1) (1, 2, 3, 5, 8);

максимальная поперечная сила

В дальнейших расчётах знаки усилий можно опустить.

    1. Расчётные длины колонны

Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы определяем по формулам и , где .

Коэффициенты и определяются в зависимости от параметров η и по таблице 68 [1].

Соотношение погонных жесткостей верхней и нижней частей колонны

где соотношение усилий в нижней и верхней части колонны.

Для однопролётной рамы с жёстким сопряжением ригеля с колонной (верхний конец колонны закреплён только от поворота) по таблице 68 [1] , . Принимаем .

Таким образом, для нижней части колонны

для верхней части колонны

Расчётные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны равны соответственно:

    1. Подбор сечения верхней части колонны.

Верхнюю часть колонны принимаем из сварного двутавра высотой . Из условия устойчивости определяем требуемую площадь сечения. Для симметричного двутавра:

Условная гибкость стержня ,

где для листового проката толщиной 2 – 20 мм из стали класса С245.

Относительный эксцентриситет .

Примем приближённо , тогда коэффициент влияния формы сечения (табл. 73 [1])

.

Приведенный относительный эксцентриситет .

По таблице 74 [1] при и коэффициент .

Коэффициент условий работы для колонны .

Предварительно толщину полки принимаем .

Тогда высота стенки .

Определяем требуемую толщину стенки из условия её местной устойчивости при изгибе колонны в плоскости действия момента

Предельная условная гибкость стенки при и (табл. 27* [1]) .

Требуемая толщина стенки .

Поскольку сечение с такой толстой стенкой неэкономично, то стенку назначаем наименьшей толщины, исключая из расчета ее неустойчивую часть. При этом из условия местной устойчивости стенки при изгибе из плоскости действия момента приближенно .

Принимаем .

где:

Требуемая площадь и ширина полки

Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента ;.

Из условия местной устойчивости полки , где

Принимаем (рис. 5).

Рисунок 5 Сечение колонны

Вычисляем геометрические характеристики сечения.

Полная площадь сечения .

.

.

.

.

Проверяем устойчивость верхней части колонны в плоскости действия момента.

Гибкость колонны

; Относительный эксцентриситет .

Так как , то коэффициент равен:

(табл. 73 [1]),

(табл. 74 [1]).

Недонапряжение

Гибкость колонны в плоскости рамы не превышает допустимой , где .

Проверяем устойчивость верхней части колонны из плоскости действия момента. Гибкость колонны . Коэффициент продольного изгиба (табл. 72 [1]).

Максимальный момент в средней трети расчётной длины стержня

По модулю

Относительный эксцентриситет .

Так как , то коэффициент определяем по формуле 59 [1]:

При (табл. 10 [1]), .

Так как , то .

, , где в большинстве случаев при проверке устойчивости колонн.

Рисунок 6 К определению расчётного момента

Гибкость колонны из плоскости рамы не превышает предельно допустимой , где .

Проверяем местную устойчивость полки колонны. Свес полки .

Так как:

, то местная устойчивость полки обеспечена.

Проверяем местную устойчивость стенки при изгибе колонны из плоскости действия момента.

Наибольшие сжимающие напряжения на краю стенки:

Напряжения на противоположном краю стенки:

Средние касательные напряжения в стенке:

Коэффициент (с учётом знаков и ).

При наибольшее отношение определяем по формуле

,

где .

Принимаем .

Так как , то местная устойчивость обеспечена.

При стенку требуется укреплять поперечными рёбрами жёсткости, расположенными на расстоянии

(2,5-3)hef, но не менее двух ребер в пределах верхней части колонны.

Принимаем ширину ребер

Толщину ребер Принимаем

Соседние файлы в папке металы