Сквозная колонна

Нижняя часть (подкрановая) решетчатой (сквозной) колонны состоит из двух ветвей – наружной (шатровой) и внутренней (подкрановой), связанных между собой соединительной решеткой в двух плоскостях (по граням ветвей).

Для колонны средних рядов проектируют обычно симметричного сечения с ветвями из прокатных профилей (двутавр типа Ш) или составного сечения.

Нижняя (решетчатая) часть колонны работает как ферма с параллельными поясами. От действующих в колонне расчетных усилий N и M в ее ветвях возникают только продольные усилия. Поперечную силу Q воспринимает решетка. Несущая способность колонны может быть исчерпана в результате потери устойчивости какой – либо ветви (в плоскости или из плоскости рамы) или в результате потери устойчивости колонны в целом (в предположении, что она работает как единый, сквозной стержень).

Особенности расчета сквозной колонны

Определение расчетных длин колонн

Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости и из плоскости рамы определяются так же, как и в сплошной колонне.

Подбор сечения верхней части колонны.

Подбор сечения, компоновка, проверка устойчивости в плоскости действия момента и из плоскости действия момента производится так же, как и в сплошной колонне.

Подбор сечения нижней части колонны.

Ориентировочное положение центра тяжести сечения определяется по формулам

; ,

где М1 – момент, догружающий ветвь 1;

М2 – момент, догружающий ветвь 2.

Усилия в ветвях колонны определяются по формулам.

В ветви 1 ; в ветви 2 .

Требуемая площадь сечения ветвей определяется по формулам.

; .

Затем производится компоновка сечения ветвей. Ширину ветвей для обеспечения устойчивости колонны из плоскости рамы принимают

,

где lн – расчетная длинна нижней части колонны (или ее участка) из плоскости рамы.

Ветви колонны работают на центральное сжатие, поэтому местная устойчивость полок и стенки каждой ветви должна обеспечиваться так же, как и в центрально – сжатых колоннах.

После этого определяют геометрические характеристики принятых сечений обеих ветвей и всего сечения в целом.

По вышеприведенным формулам уточняют значение продольных сил Nb1 и Nb2 в ветвях. Затем производят проверку устойчивости ветвей в обеих плоскостях.

Устойчивость ветви 1 в плоскости колонны (рамы)

Устойчивость ветви 1 из плоскости колонны (рамы)

где - коэффициент продольного изгиба, при центральном сжатии, определяемый по гибкости ветви 1.

(здесь i1 – радиус инерции сечения относительно оси 1 – 1, lb1 расчетная длинна ветви в плоскости колонны, равная расстоянию между узлами крепления решетки.)

- коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии, определямый по гибкости (здесь iy – радиус инерции сечения ветви относительно оси y – y; ly – расчетная длина ветви из плоскости колонны (рамы) равная обычно высоте нижней части колонны)

- площадь сечения ветви 1.

Аналогично проверяется устойчивость ветви 2.

Расчет решетки подкрановой части колонны.

Расчет решетки производится так же, как в ферме на действие наибольшей из поперечных сил фактический, определяемой из расчета рамы и

Где - коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии, принимаемый в плоскости решетки.

Достаточно близкие значения Qусл. Можно определить по следующей таблице.

Расчетное сопротивление Ry
Qусл.,кН	0,2А	0,3А	0,4А	0,5А	0,6А	0,7А

А – площадь сечения колонны в см2

Расчет узла сопряжения верхней и нижней частей колонны (траверсы).

В решетчатых колоннах траверса работает как балка двутаврового сечения, нагруженная усилиями N, M, Dmax и имеющая пролет, равный ширине нижней части колонны bн. Опорами для балки служат ветви колонны. Прочность траверсы проверяется на изгиб и срез по формулам:

где hст.тр, tст.тр - высота и толщина стенки траверсы.

Wтр – момент сопротивления сечения траверсы.

Mтр Qтр – изгибающий момент и поперечная сила в траверсе.

Расчет базы колонны.

Для сквозных колонн, как правило, проектируют раздельные базы (под каждую ветвь своя база). Ветви сквозной колонны работают на продольные осевые силы, поэтому их базы рассчитывают и конструируют как базы центрально – сжатых колонн.

Центр плиты совмещают с центром тяжести ветви, в противном случае в ветви колонны появляется, дополнительны момент.

Базу каждой ветви рассчитывают на свою комбинацию M и N, дающую наибольшие усилия сжатия в ветви в нижнем сечении колонны.

Усилия, передающиеся на базы, определяются по формулам:

При большом изгибающем моменте и небольшой продольной силе в одной из ветвей может возникнуть растягивающее усилие.

Это усилие воспринимается анкерными болтами и определяется по формуле

Анкерные болты размещают по осям ветвей.

Дата добавления: 2014-01-11