Компоновка системы связей

7. Компоновка системы связей

Система связей состоит из двух комплексов: связи по шатру и вертикальные связи между колоннами.

Связи по шатру состоят: Связи по верхнему поясу, связи по нижнему поясу, вертикальные связи между фермами.

На рис. 7 показана система связей, при этом учитывалось: пролеты L₁=24м, L₂=18м, сечение фермы – уголки, длина здания = 96м, Q_max = 30т, Режим работы 3К, Высота колонн h_к = 19950мм.

Рис. 7.1 Схема связей по нижним поясам ферм

Рис. 7.2 Схема связей по верхним поясам ферм

Рис. 7.3 Вертикальные связи между колоннами по оси А

1 – колонны, 2 – распорки, 3 – вертикальные связи между фермами,

4 – верхние связи, 5 – нижние связи, 6 - подкрановые балки, 7 – прогоны

8. Расчет колонны. Надкрановая часть

Расчет колонны ведем как сжато-изгибаемого элемента. Верхняя часть колонны проектируется сплошного сечения, а нижняя – сквозного сечения.

Рис. 8.1 Расчетные схемы рамы и колонны

Определение расчетных длин

Расчетная длина подкрановой части колонны в плоскости рамы:

где – длина подкрановой части колонны,

– коэффициент зависящий от способа закрепления концов колонны, ее типа, соотношения моментов инерции и нагрузок и вида поперечной рамы.

где – коэффициенты привидения длины для нижней части колонны при  и  соответственно, по табл. 69 СНиП II-23-81 при

   ;

_.

Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости рамы:

где – длина подкрановой части колонны,

 

_.

_.

 

Расчетная длина подкрановой части колонны из плоскости рамы:

где – расстояние между точками закрепления подкрановой части колонны из плоскости, расстояние от низа башмака до низа подкрановой балки,

 принимаем .

Расчетная длина надкрановой части колонны из плоскости рамы:

где – расстояние от низа стропильной фермы до верха подкрановой балки.

Подбор сечения надкрановой части колонны

Для надкрановой части колонны принимаем сечение в виде сварного симметричного двутавра высотой

Рис. 8.2 Сечение надкрановой части колонны

Для симметричного двутавра:

радиус инерции относительно оси х-х:

ядровое расстояние:

Условная гибкость:

где Е – модуль упругости стали,

R_y – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, по табл. 51 СНиП II-23-81 для стали С345 при толщине листового проката от 2 до 10 мм

Относительный эксцентриситет:

где M_х и N – расчетные усилия в сечении 2-2 при сочетании нагрузок: 1+2+4+5+8+9.

В первом приближении примем , тогда по табл. 73 СНиП II-23-81 при  и  коэффициент влияния формы:

Приведенный относительный эксцентриситет:

По табл. 74 СНиП II-23-81 при  и  коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом:

Требуемая площадь сечения:

Принимаем толщину полки  тогда высота стенки:

Принимаем толщину стенки:

Так как площадь стенки:

,

ширину полки  назначим по конструктивным требованиям.

Ширина полки из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента:

Из условия местной устойчивости полки:

 

Принимаем:

Определим геометрические характеристики принятого сечения.

Проверка местной устойчивости стенки

Считается, что местная устойчивость стенки обеспечена, если выполняется условие:

Напряжения в стенке от силы N:

 

Напряжения в стенке от момента М:

 

где  – наибольшее сжимающее напряжение в стенке;

 – напряжение у противоположной расчетной границы стенки.

Рис. 8.3 Эпюры нормальных напряжений в стенке; единицы измерения: [кН/см²]

принимаем

где

где  – среднее касательное напряжение в стенке;  – расчетное поперечное усилие в сечении 2-2 при сочетании нагрузок: 1+2+4+5+8+9

местная устойчивость стенки обеспечена.

Проверка местной устойчивости полки

 - местная устойчивость полки обеспечена.

Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента

Определяем фактическое отношение площади полки к площади стенки:

По по табл. 73 СНиП II-23-81 при   и  коэффициент влияния формы:

Приведенный относительный эксцентриситет:

По табл. 74 СНиП II-23-81 при  и  коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом:

устойчивость верхней части колонны в плоскости действия момента обеспечена.

Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента

По табл. 72 СНиП II-23-81 при  и  коэффициент продольного изгиба:

Так как максимальный момент в пределах средней трети длины верхней части колонны  больше половины наибольшего по длине стержня момента  то расчетный момент:

Рис. 8.4 К определению расчетного момента М_х для проверки устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента

Относительный эксцентриситет:

Так как

По табл. 10 СНиП II-23-81  

устойчивость верхней части колонны из плоскости действия момента обеспечена.

Проверка прочности сечения верхней части колонны

Проверка прочности сечения верхней части колонны не требуется, так как приведенный эксцентриситет