Подбор сечения ветвей колонны

Определение расчетных длин подкрановой части колонны

Колонны

Компоновка сечения и расчет подкрановой части

Пример 3. Подобрать сечение сквозной внецентренно-сжатой колонны, состоящей из двух ветвей в виде двутавров, соединенных между собой решеткой в двух плоскостях по граням ветвей (см. рис. 8.1).

Расчетные длинынаходим с помощью следующих зависимостей:

– в плоскости действия момента (относительно оси х-х)

l_{x 1} = m ₁ l ₁ = 2×14,1 = 28,2 м,

где m ₁ = 2 – коэффициент расчетной длины, принимаемый по табл. 8.1;

– в плоскости, перпендикулярной действию момента (относительно оси у-у), расчетная длина принимается равной расстоянию между точками закрепления колонны от смещения (такими точками являются низ базы колонны, нижний пояс и тормозная конструкция подкрановой балки, промежуточные распорки между колоннами)

l_{у 1}= 0,8 l ₁ = 0,8 × 14,1 = 11,28 м,

где 0,8 – коэффициент, учитывающий защемление ветвей колонны в фундаменте в уровне его верха.

Несущая способность подкрановой части колонны определяется допускаемой продольной силой в ветвях, для которых расчетные длины принимаются равными:

– в плоскости действия момента (относительно осей х ₁ -х ₁и х ₂ -х ₂) –расстоянию между узлами решетки

l_{хв 1}= l_{в 1} и l_{хв 2} = l_{в 2};

– в плоскости, перпендикулярной действию момента (относительно оси у-у), – геометрической длине ветви, умноженной на коэффициент 0,8:

l_{ув 1} = 0,8 l ₁ = 0,8 × 14,1 = 11,28 м, l_{ув 2} = 0,8 (l ₁ + h_б),

при этом геометрическая длина подкрановой ветви принимается равной расстоянию от низа базы до низа подкрановой балки l ₁, геометрическая длина наружной ветви – от низа базы до тормозной конструкции в уровне верха подкрановой балки (l ₁ + h_б).

При постановке распорок между наружными ветвями колонны в уровне низа подкрановых балок (при грузоподъемности кранов 80 т и более) геометрическая длина наружной ветви принимается равной расстоянию от низа базы до распорки (низа подкрановой балки) l ₁:

l_{ув 2}= 0,8 l ₁= 0,8 × 14,1 = 11,28 м.

При наличии промежуточных распорок между колоннами расчетные длины их ветвей из плоскостей рамы соответственно уменьшаются.

Подбор сечения сквозной подкрановой части колонны начинается с определения усилий в ветвях колонны. Для каждой ветви принимается комбинация из продольной силы N и изгибающего момента М, догружающего соответствующую ветвь (см. рис. 8.3):

– для расчета подкрановой ветви

N ₁= – 2468,1 кН и M ₁ = – 1112,7 кН×м;

– для расчета наружной ветви

N ₂ = – 2473,5 кН и M ₂ = + 1589,4 кН×м.

Вычисляем наибольшие сжимающие усилия в ветвях колонны, величина которых ориентировочно определяется по формулам:

– в подкрановой ветви

N_{в 1} = N ₁/2 + M ₁ / h _о = 2468,1 / 2 + 1112,7 / 1,1 = 2245,6 кН;

– в наружной ветви

N_{в 2} = N ₂/2 + M ₂/ h _о = 2473,5 / 2 + 1589,4 / 1,1 = 2681,7 кН,

где h _о = h_н – z ₀= 1250 – 150 = 1100 мм; z _о = b ₂/2 (предварительно принимается 100 – 200 мм).

При определении сжимающего усилия в ветвях принимаются абсолютные значения N и M.

Задаваясь значениями коэффициента устойчивости при центральном сжатии j в пределах 0,7 – 0,9, из условия устойчивости центрально-сжатого стержня определяем ориентировочно требуемые площади ветвей:

A_{в 1} = N_{в 1} /(jR_yg _c) = 2245,6 / (0,8 × 24 × 1) = 117 см²;

A_{в 2} = N_{в 2}/(jR_yg _c) = 2681,7 / (0,8 × 24 × 1) = 139,7 см².

По требуемым площадям из сортамента выбираем соответствующие двутавры и выписываем их геометрические характеристики. Необходимо стремиться к назначению одинаковых размеров сечения ветвей колонны по высоте.

Подкрановую ветвь принимаем из нормального двутавра

I 50Б2/ГОСТ 26020-83: A_{в 1} = 102,8 см²; I_{y 1} = 42390 см⁴; I_{x 1} = 1873 см⁴;

i_{x 1}= 4,27 см; i_{y 1} = 20,3 см; t_f = 14 мм; t_w = 9,2 мм; b ₁ = 200 мм.

Наружную ветвь принимаем из широкополочного двутавра

I 50Ш1/ГОСТ 26020-83:. A_{в 2}= 145,7 см²; I_{y 2} = 60930 см⁴; I_{x 2} = 6762 см⁴;

i_{x 2} = 6,81 см; i_{y 2}= 20,45 см; t_f = 15 мм; t _w = 11 мм; b ₂ = 300 мм;

z _о = b ₂/2 = 300 / 2 = 150 мм.

Дата добавления: 2014-01-13