Расчет колонны. Подкрановая часть

9. Расчет колонны. Подкрановая часть

Сечение нижней части колонны принимаем сквозное, состоящее из двух ветвей: подкрановой и наружной; соединенных в двух плоскостях решеткой.

Подкрановую ветвь колонны проектируем из прокатного двутавра с параллельными гранями полок типа Б, наружную – составного сечения швеллерной формы из листа и двух прокатных равнополочных уголков. Высота сечения

Наиболее неблагоприятные сочетания усилий:

а) для расчета подкрановой ветви

 (сечение 4-4, сочетание нагрузок 1+2+4+5+8+9);

б) для расчета наружной ветви   (сечение 3-3, сочетание нагрузок 1+2+3+5+7+9).

Определяем ориентировочное положение центра тяжести сечения. Предварительно принимаем:

Продольные усилия в ветвях:

Требуемые площади сечений ветвей:

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

– коэффициент продольного изгиба, предварительно принимаем

Рис. 9.1 Сечение подкрановой части колонны

Для подкрановой ветви с учетом условия  принимаем двутавр 30Б1 по ГОСТ 26020-83. Геометрические характеристики подкрановой ветви:

Для наружной ветви принимаем швеллер 30П по ГОСТ 8240-97. Геометрические характеристики наружной ветви:

Уточняем положение центра тяжести сечения нижней части колонны:

Уточняем продольные усилия в ветвях:

 

Проверка устойчивости подкрановой ветви как центрально-сжатого элемента

Поверка устойчивости подкрановой ветви из плоскости рамы

Гибкость ветви из плоскости рамы:

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

Проверяем устойчивость ветви:

устойчивость ветви из плоскости рамы не обеспечена.

Так как проверка устойчивости не выполняется, то уменьшаем расчетную длину подкрановой ветви из плоскости колонны, устанавливая распорки по колоннам вдоль здания. Определяем гибкость ветви с учетом постановки одной распорки в середине высоты нижней части колонны

По уточненной гибкости  и расчетному сопротивлению R_y по табл. 72 СНиП II-23-81 определяем коэффициент продольного изгибы φ_y=0,797

Проверяем устойчивость ветви

Устойчивость ветви из плоскости рамы обеспечена

Поверка устойчивости подкрановой ветви в плоскости рамы

Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами крепления соединительной решетки:

Принимаем  тогда гибкость ветви в плоскости рамы:

tgα=140/100=1,4=>α=54⁰ h_тр=(0,5…0,8)h^н_к=> принимаем 550 мм.

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

Проверяем устойчивость ветви:

устойчивость ветви в плоскости рамы обеспечена.

Проверка устойчивости наружной ветви как центрально-сжатого элемента

Поверка устойчивости наружной ветви из плоскости рамы

Гибкость ветви из плоскости рамы:

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

Проверяем устойчивость ветви:

устойчивость ветви из плоскости рамы обеспечена.

Поверка устойчивости наружной ветви в плоскости рамы

Гибкость ветви в плоскости рамы:

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

Проверяем устойчивость ветви:

устойчивость ветви в плоскости рамы обеспечена.

Расчет соединительной решетки нижней части колонны

Принимаем двухплоскостную раскосную решетку из одиночных равнополочных уголков. Наибольшее поперечное усилие (табл.6,2):

 (сечение 4-4, сочетание нагрузок 1+4+6+8+9).

Сравним условное поперечное усилие с фактическим:

Расчет решетки проводим по .

Усилие сжатия в раскосе:

где  – угол наклона раскоса к ветви колонны.

Задаемся гибкостью раскоса:

По табл. 72 СНиП II-23-81 при  и  (для стали С345 при толщине фасонного проката от 2 до 10 мм) коэффициент продольного изгиба:

Требуемая площадь сечения раскоса:

где  – коэффициент условия работы для одиночного сжатого уголка, прикрепляемого одной полкой; по табл. 6 СНиП II-23-81

Для раскосов принимаем уголок ∟50х5 по ГОСТ 8509-93. Геометрические характеристики уголка:

 

Гибкость раскоса:

По табл. 72 СНиП II-23-81 при  и  (для стали С345 при толщине фасонного проката от 2 до 10 мм) коэффициент продольного изгиба:

Проверяем устойчивость раскоса:

устойчивость раскоса обеспечена.

Проверка устойчивости нижней части колонны в плоскости рамы как единого стержня

Геометрические характеристики всего сечения колонны:

Гибкость нижней части колонны в плоскости рамы:

Приведенная гибкость:

где

 – суммарная площадь раскосов соединительной решетки.

Условная приведенная гибкость:

Для сочетания усилий   (сечение 4-4, сочетание нагрузок 1+2+4+5+8+9), догружающих подкрановую ветвь, относительный эксцентриситет:

По табл. 75 СНиП II-23-81 при  и  коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом:

Проверяем устойчивость нижней части колонны в плоскости рамы на сочетание усилий, догружающих подкрановую ветвь:

устойчивость обеспечена.

Для сочетания усилий   (сечение 3-3, сочетание нагрузок 1+2+3+5+7+9), догружающих наружную ветвь, относительный эксцентриситет:

По табл. 75 СНиП II-23-81 при  и  коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом:

Проверяем устойчивость нижней части колонны в плоскости рамы на сочетание усилий, догружающих наружную ветвь:

устойчивость обеспечена.

Устойчивость колонны в плоскости рамы как единого стержня обеспечена.

Проверка устойчивости нижней части колонны из плоскости рамы как единого стержня

Устойчивость нижней части колонны из плоскости рамы как единого стержня обеспечена проверками устойчивостей отдельных стержней.