4 Расчет и конструирование колонны

Колонна работает на сжатие с изгибом. Расчетные длины колонны:

- расчетная длина нижней части колонны.

- расчетная длина верхней части колонны.

- высоты верхней и нижней части колонны соответственно.

₁= 1,7 ; ₂ =

мм.

мм.

N_max= - 1443,77 kH Q_max= 41,91 kH;

Подбор сечения надкрановой части колонны

Требуемая площадь сечения верхней части колонны:

см²

Продольная сила; N = 1443,77 кН.

h = b_v – ширина сечения верхней части колонны; h = 1000;

R_y=25,5 кН/см

- эксцентриситет продольной силы,

м.

Верхняя часть колонны проектируется в виде симметричного сварного двутавра

Уточняем толщину стенки при условии её прочности на срез:

;

-принимаем 6мм

t_f=20  40мм. -принимаем 25мм

h_w- высота стенки по сортаменту на листовую сталь в зависимости от b_v,

Ширина полок двутавра b_f принимается методом подбора по сортаменту, при этом

b_f  167мм; b_f принимаем 360мм.

А – суммарная площадь сечения, АА_тр.

Геометрические характеристики принятого сечения.

см².

237см²  214,87см².

Момент инерции в сечении относительно оси Х

_{Момент инерции относительно оси У}

_{Момент сопротивления относительно оси Х}

_{Радиусы инерции}

_{Гибкости верхней части колонны.}

_{Проверяем устойчивость надкрановой части колонны в плоскости действия изгибающего момента}

_{- коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии}

_{Условие выполняется!}

_{Проверка устойчивости надкрановой части из плоскости действия изгибающего момента}

_{За расчётный момент принимаем:}

_{Условие выполняется!}

_{Проверка местной устойчивости поясов}

_{Условие выполняется!}

_{Подбор сечения нижней части колонны}

_{Нижняя часть колонны конструируется сквозной из двух ветвей соединенных решеткой. Внутренняя (подкрановая ветвь) выполняется в виде сварного симметричного двутавра. Наружная ветвь выполняется из листа и двух равнополых уголков.}

_{Р асчетные сочетания для нижней части колонны:}

- М_max и N_соотв

+ М_max и N_соотв - усилия в сечениях 3-3 или 4-4.

Так как положение центра тяжести всего сечения неизвестно, его положение принимается ориентировочно.

Определяем усилие в подкрановой ветви.

М_3-3 =М_max -максимальный момент в сечениях 3-3

N_3-3 = N_соотв - соответствующая этому моменту продольная сила.

М_3-3 = -458,66кНм; N_3-3 = -1370,72кН.

М_{4 - 4} =М_max максимальный момент в сечениях 4-4.

N_{4 - 4} = N_соотв - соответствующая этому моменту продольная сила.

М_{4 - 4} = 899,61 кНм; N_{4 - 4} = -1443,77 кН.

Предварительный подбор сечения подкрановой ветви

Подкрановая ветвь

Т ребуемая площадь сечения подкрановой ветви.

где  = 0,8 –предварительное значение продольного изгиба.

Принимаем сварной двутавр:

Высотой принимаем

Толщина полок t_f = 20 мм;

Толщина стенки t_w = 6 мм;

Наружная ветвь

П одбор сечения всей наружной ветви производится подбором.

Требуемая площадь сечения подкрановой ветви.

Принимаем уголок по сортаменту конструктивно исходя из минимального размера A=13,8см²

Окончательная площадь ветви определяется методом подбора.

Определяем геометрические характеристики подобранного сечения

1­) Подкрановая ветвь.

_{Радиусы инерции.}

2) Наружная ветвь

Определяем координаты центра тяжести относительно внешней грани листа

_{Сечение колонны в целом}

_{Координаты центра тяжести сечения относительно центральной оси двутавра}

_{Проверка устойчивости отдельных ветвей колонны}

_{Подкрановая ветвь}

_{Определяем гибкость ветви в плоскости рамы}

-расстояние между узлами решетки принимаем

_{Определяем гибкость из плоскости рамы}

_{Определяем условную гибкость}

_{Наружная ветвь:}

_{Определяем гибкость из плоскости рамы}

_{Определяем условную гибкость}

_{Устойчивость отдельных ветвей подкрановой части колонны обеспечена.}

_{Расчёт элементов соединительной решётки}

_{Усилие в раскосах}

Принимаем уголок по сортаменту № А_ф=6,86см²

_{Сечение распорки принимается по сечению уголка}