расчетно-конструктивный (1232465), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

2.3 Расчет и конструирование колонны

2.3.1 Расчетные длины колонны

1. Расчетные длины колонны в плоскости рамы определим по формулам:

где коэффициенты приведения длин соответственно для верхней и нижней частей ко­лонны. Предварительно определим коэффициенты приведения длин. Отношение продольных сил и отношение длин следовательно и определим для случая “конец закреплен только от поворота” [14, табл.18], тогда расчетные длины равны:

2. Расчетные длины колонны из плоскости рамы примем равными расстоянию между закреплениями колонны из плоскости рамы:

Рисунок 2.4 Расчетные длины колонны

2.3.2 Расчет верхней части колонны

Сечение верхней части колонны принимается в виде сварного симметричного в двух плоскостях двутавра. Схема сечения представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 Сечение верхней части колонны

2.3.2.1 Подбор сечения верхней части колонны

1. По результатам статического расчета определили, что действуют усилия:

M=216,84кНм; N=250,61кН; Q=9,8кН, тогда:

2. Расчетное сопротивление листовой стали С255 в первом приближении примем для листа толщиной 10…20 мм R_у=245 МПа.

3. Приближенно требуемую площадь сечения определим по формуле:

4. Конструктивно примем минимально допустимую толщину стенки из условия коррозии t_w=6мм, а высоту h_w=650 мм.

5. Требуемую площадь полки определим по формуле:

Соблюдая условие:

Тогда требуемая толщина полки определится по формуле:

В соответствии с сортаментом толщин универсальной листовой стали принимаем t_f=10мм.

6. Определим геометрические характеристики принятого сечения, площадь сечения:

Момент инерции относительно оси Y:

Момент инерции относительно оси X:

Момент сопротивления:

Радиусы инерции:

Гибкости:

7. Определим эксцентриситет m_ef , предварительно определив коэффициент по формуле:

Так как выполняются условия: ;

2.3.2.2 Проверки в плоскости рамы

1. Так как m_ef <20, следовательно, проверка прочности не требуется [13, п.5.24^*].

2. Проверку устойчивости верхней части колонны в плоскости рамы произведем, предварительно определив коэффициент при λ=9 - m_ef (1,5)=148 и m_ef (2)=138.

Устойчивость в плоскости рамы обеспечивается с запасом:

2.3.2.3 Проверка местной устойчивости стенки и полки

1. Проверку местной устойчивости стенки выполним по формуле [13, пп.7.14^*, 7.16^*]:

Для этого определим коэффициент :

Так как то предельную гибкость стенки определим по формуле:

Для этого определим составляющие компоненты:

Следовательно, принимаем

Проверка удовлетворяется, следовательно, местная устойчивость стенки верхней части колонны обеспечивается.

2. Допустимое отношение свеса полки b_ef к его толщине t_f определим по формуле [13, п.7.23^*]:

Так как выполняется условие то:

Местная устойчивость полок обеспечивается.

2.3.3 Расчет нижней части колонны

2.3.3.1 Определение усилий в ветвях

Найдем приближенно положение центра тяжести. Наибольший отрицательный ядровый момент нижней части колонны =-208,04 кНм, а наибольший положительный – =216,8 кНм.

Усилие в шатровой ветви определим по усилиям M и N, действующим в пределах нижней части колонны, для комбинации с наибольшим положительным ядровым моментом.

При =216,8 кНм M⁺=222,6 кНм и N⁺=251 кН.

Усилия в подкрановой ветви по усилиям для комбинации с наибольшим отрицательным ядровым моментом:

При и

Рисунок 2.6 Сечение нижней части колонны

2.3.3.2 Предварительный подбор сечения ветвей

Определим требуемые площади ветвей. Примем ориентировочно

Подкрановую ветвь принимаем по сортаменту двутавров по площади:

I№20Ш1 с площадью А_П=38,95 см², высота двутавра h_д=193 мм.

2.3.3.3 Проверки сечения ветвей

1. Находится положение центра тяжести принятого сечения надкрановой ветви: абсцисса (рис. 2.6).

2. Площадь подкрановой ветви A_п=19,3 см².

Площадь шатровой ветви A_ш=19,3 см².

Уточним положение центра тяжести всего сечения нижней части колонны по формулам:

3. Уточним усилия в ветвях:

4. Геометрические характеристики сечения ветвей подкрановой и шатровой ветвей (из сортамента):

A_п=38,95 см²;

5. Гибкости ветвей. При угле наклона решетки l_вт примем равной:

6. Проверки ветвей из плоскости рамы. По [13, табл.2] определим коэффициенты: и - ; Проверим устойчивость по формуле:

Устойчивость подкрановой ветви из плоскости рамы обеспечивается.

Устойчивость шатровой ветви из плоскости рамы обеспечивается.

7. Проверки ветвей в плоскости рамы. По [13, табл.2] определим коэффициенты: и

Устойчивость шатровой ветви в плоскости рамы обеспечивается.

2.3.3.4 Расчет решетки колонны

1. Определим наибольшее из всех сочетаний усилие Q_РАСЧ в сечении 1-1 рамы.

2. Определим требуемую площадь раскоса. Зададимся (при R_y=245 МПа)

Принимаем уголок 50х5 с А_р=4,8 см²; i_p,min=i_yo=0,98 см.

3. Определим гибкость принятого раскоса:

4. Определим предельную гибкость:

где - минимально допустимое значение. – гибкость уголка меньше предельной, проверка удовлетворяется.

5. Приведенная гибкость:

следовательно определим по формуле [16, табл.72]:

Характеристики

Список файлов ВКР