2.3.5 Расчёт на горизонтальные воздействия от мостовых кранов
Основная система, эпюра М1, каноническое уравнение, коэффициент такие же как при расчёте на вертикальную нагрузку от мостовых кранов. Моменты реакции в основной системе от силы Т:
Смещение верхних концов с учётом пространственной работы:
Рисунок 12 – Эпюры усилий от горизонтальных воздействий крана
Проверка правильности решения:
Скачёк на эпюре Q 6,7+4,2=10,9кН примерно равен силе Т=10,5кН, а на правой стойке поперечные силы в верхней и нижней частях равны 3,49кН.
3. Расчёт и конструирование колонны
Верхняя часть колонны проектируется в виде симметричного сварного двутавра. Расчётные значения усилий (смотри таблицу 2) равны:
- для верхней части колонны в сечении 1-1 Мmax=-440,44 кН·м, соответствующее ему усилие Nсоотв.=-370,69 кН;
- для нижней части колонны в сечении 3-3 Мmax=-257,93 кН·м, соответствующее ему усилие Nсоотв.=-528,76 кН (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь);
- в сечении 4-4 Мmax=557,33 кН·м, соответствующее ему усилие Nсоотв.=-528,76 кН (изгибающий момент догружает наружную ветвь);
- Qmax в сечении 4-4 составляет -22,65 кН.
Соотношение
жесткостей
3.1 Определение длины в плоскости и из плоскости рамы
Колонна работает на сжатие с изгибом. Расчётные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы определяем по формулам:
– расчётная длина
верхней части колонны;
– расчётная длина
нижней части колонны;
–
высоты верхней и
нижней части колонны,
– коэффициент
расчётной длины,
=
,
где n – отношение жёсткости верхней и нижней части колонны:
– коэффициент, учитывающий соотношение продольных сил:
=
=
По таблице 2
Приложения 12 [2], которая содержит
коэффициент приведения
для одноступенчатых колонн с верхним
концом, закреплённым только от поворота,
интерполируя, получим значение
и вычислим значение
:
=1,77
Определяем расчётное значение отдельных частей колонны в плоскости рамы:
Расчётные длины из плоскости рамы:
,
где
высота
подкрановой балки;
3.2 Расчёт надкрановой части колонны
Определяем относительный эксцентриситет продольной силы:
где
– момент максимальный в сечении 1-1;
– соответствующая
этому моменту продольная сила в сечении
1-1
Требуемая площадь сечения верхней части колонны:
где – расчётная продольная сила для верхней части колонны;
–
расчётное
сопротивление листового проката из
стали,
;
– ширина сечения верхней части колонны, =500мм=50см;
Конструктивно
принимаем толщину полки
.
Необходимую толщину стенки устанавливаем
из условия прочности на срез, приняв
высоту стенки:
где
– максимальная поперечная сила для
верхней части колонны,
=
22,65
кН;
– расчётное
сопротивление стали срезу:
Принимаем
.
Тогда площадь, приходящаяся на пояса,
определяется по формуле:
Рисунок 13 – Сечение надкрановой части колонны
–
требуемая ширина
пояса:
Принимаем =200мм.
Для стали
широкополосной из стали по ГОСТу 82-70*
принимаем листы сечением
200×20 и 460×6. Их толщина подтверждает
справедливость принятого расчётного
сопротивления
Фактическая площадь сечения верха колонны:
Условие выполняется.
3.3 Характеристики принятого сечения:
Момент инерции сечения относительно оси х:
Момент инерции сечения относительно оси y:
Момент сопротивления относительно оси х:
Ядровое расстояние:
Радиус инерции:
Гибкость верхней части колонны:
- в плоскости рамы:
- из плоскости рамы:
3.3.1 Проверка устойчивости надкрановой части колонны
Приведённая
гибкость
:
Е – модуль упругости стали
Относительный эксцентриситет m:
Соотношение площадей:
По таблице 2.1 [3] в
зависимости от
и соотношения
определяем коэффициент формы сечения:
Приведённый эксцентриситет:
По таблице 1 [3] в
зависимости от
определяем коэффициент продольного
изгиба при внецентренном сжатии
Проверяем напряжения в сечении колонны:
