Сталевий каркас одноповерхового промислового будинку, страница 5

R_y – розрахунковий опір матеріалу колони, =23кН/см².

Знаходимо площу перерізу нижньої частини колони:

         .

Момент інерції верхньої частини ступінчастих колон визначаємо за формулою:

         ,

де b_n та b_в – ширина перерізу  відповідно  верхньої  та  нижньої  частини колон;

k₁ – коефіцієнт що враховує фактичну нерівність площ та радіусів інерції перерізів верхньої  й нижньої частини колон та приймається в межах від 1,2 – при малій вантажопід’ємності кранів і до1,8 – при великій.

I₂=I₁/n=2159679,35/7,2=299955,47см⁴

Площу перерізу верхньої частини колони визначаємо за формулою:

       A₂=4I₂/=4×299955,47/75²=213,3см².

Статичний розрахунок поперечної рами каркасу виконуємо з допомогою компьютерної програми LIRA.

Розпечатка з комп’ютера результатів статичного розрахунку рами!..

3. Розрахунок та конструювання колон.

3.1.Вибір розрахункових зусиль для підбору перерізу

верхньої частини колони.

Розрахункові зусилля для підбору перерізу верхньої частини колони беруть для перерізу 1-1 або 2-2 в будь-якій розрахунковій комбінації. В курсовому проекті переріз верхньої частини колони прийнятий у вигляді симетричного зварного або прокатного двотавра, тому знак згинаючого моменту не має значення. Слід вибрати по можливості максимальне значення згинального моменту й відповідної нормальної сили.

 М_max=2295,43кН*м

N_відп.=-1630,23кН

3.2. Вибір розрахункових зусиль для підбору перерізу

 нижньої частини колони.

Момент зовнішньої гілки нижньої частини колони.

М_зов.=+1501,76кН*м

N_відп=-3770,4 кН

Момент підкранової гілки нижньої частини колони.

М_під.=-3353,74кН*м

N_відп=-4620,38 кН

Знаходимо положення центру ваги

Приймаємо y_n=450мм тоді y_л=1350-450=900мм.

3.3. Визначення розрахункових довжин окремих ділянок

ступінчатої колони.

У площині рами:

N₁=4620,38кН       L₁=9,73м

N₂=1665,95кН      L₂=7,47м

Знаходимо відношення:

  звідси  

Знаходимо розрахункові довжини

З площини рами:

l_y2=7.47-2,1=5.37м

l_y1=8,70м

3.4. Підбір перерізу верхньої частини колони.

Переріз верхньої частини колони приймається у вигляді зварного двотавра

h=750мм.

Визначаємо потрібну площу двотавра:

Ексцентриситет поздовжньої сили:

Перед компонуванням перерізу за потрібною площею А_потр. необхідно знайти значення відношення розрахункової висоти стінки h_ef до її товщини t_w , яке не повинне перевищувати значень, що визначаються за формулами. Для цього знаходять відносний ексцентриситет:

, де

Умовна гнучкість:

при m>1та за таблицею 27*[1]СНиП для двотаврового перерізу.

За[1.табл.29*] знаходимо найбільше відношення ширини звісу полиці b_ef

до її товщини t_f для двотавра:

Приймаємо: висоту стінки h_w=70cм

Товщину стінки t_w=2.2см

Ширину полиці b_f=67см з товщиною t_f=2,5см

Площа стінки А_w=h_w×t_w=70×2.2=154см²

Площа полиці А_f=b_f×t_f=67×2,5=167,5cм²

А=2*167,5+154=489см²

 Знаходимо геометричні характеристики прийнятого перерізу:

Перевірку стійкості верхньої частини колони у площині дії моменту виконують за формулою:

,

де  - коефіцієнт умов роботи

 - коефіцієнт надійності за призначенням, який залежить від відповідальності будівель і споруд.

 - коефіцієнт зниження розрахункового опору при поза центровому стиску, визначається за [1,табл.74]в залежності від умовної гнучкості й приведеного відносного ексцентриситету m_ef=m де коефіцієнт впливу форми перерізу, він визначається за [1,т.73] m=eA/W_x – відносний ексцентриситет.

            

            

             m=141×489/13416=5,14

 За [1.табл.74] для типу перерізу 5 при  ,а також  та

 знаходимо .

Тоді за [1.табл.74] при m_ef=1.37*5,14=7,04,  .

Перевірка стійкості прийнятого перерізу в площині дії моменту:

Стійкість верхньої частини колони з площини дії моменту перевіряють за формулою:

 

При перевірці перерізу з площини дії моменту при визначенні відносного ексцентриситету m_x за розрахунковий момент для стержнів з шарнірно опертими кінцями, закріпленими від зміщення перпендикулярного до площини дії моменту, слід приймати максимальний момент в межах середньої третини довжини, але не менше половини найбільшого по довжині стержня моменту.

Знаходимо ексцентриситет:

 При значеннях відносного ексцентриситету m<5:

Перевіряємо стійкість прийнятого перерізу з площини дії моменту:

 - умова задовольняється, стійкість забезпечена.