Строительство и архитектура \ Организации строительства

Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Расчёт поперечной рамы здания. Проверка местной устойчивости верхней и нижней части колонны, страница 6

=1,77

Определяем расчётное значение отдельных частей колонны в плоскости рамы:

Расчётные длины из плоскости рамы:

, где высота подкрановой балки;

3.2 Расчёт надкрановой части колонны

Определяем относительный эксцентриситет продольной силы:

где – момент максимальный в сечении 1-1;

– соответствующая этому моменту продольная сила в сечении 1-1

Требуемая площадь сечения верхней части колонны:

где – расчётная продольная сила для верхней части колонны;

– расчётное сопротивление листового проката из стали, ;

– ширина сечения верхней части колонны, =500мм=50см;

Конструктивно принимаем толщину полки . Необходимую толщину стенки устанавливаем из условия прочности на срез, приняв высоту стенки:

где – максимальная поперечная сила для верхней части колонны, =22,65 кН;

– расчётное сопротивление стали срезу:

Принимаем . Тогда площадь, приходящаяся на пояса, определяется по формуле:

Рисунок 13 – Сечение надкрановой части колонны

– требуемая ширина пояса:

Принимаем =200мм.

Для стали широкополосной из стали по ГОСТу 82-70* принимаем листы сечением 200×20 и 460×6. Их толщина подтверждает справедливость принятого расчётного сопротивления

Фактическая площадь сечения верха колонны:

Условие выполняется.

3.3 Характеристики принятого сечения:

Момент инерции сечения относительно оси х:

Момент инерции сечения относительно оси y:

Момент сопротивления относительно оси х:

Ядровое расстояние:

Радиус инерции:

Гибкость верхней части колонны:

- в плоскости рамы:

- из плоскости рамы:

3.3.1 Проверка устойчивости надкрановой части колонны

Приведённая гибкость :

Е – модуль упругости стали

Относительный эксцентриситет m:

Соотношение площадей:

По таблице 2.1 [3] в зависимости от и соотношения определяем коэффициент формы сечения:

Приведённый эксцентриситет:

По таблице 1 [3] в зависимости от определяем коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии

Проверяем напряжения в сечении колонны:

Условие выполняется.

3.4 Проверка местной устойчивости

Проверка устойчивости из плоскости действия изгибающего момента:

За расчётный изгибающий момент принимается больший из двух моментов. Наибольший изгибающий момент в пределах средней трети высоты подкрановой части:

Относительный эксцентриситет:

где – максимальный из и ;

– ядровое расстояние.

Определим коэффициент с, учитывающий влияние изгибающего момента на устойчивость внецентренно сжатого стержня:

где – коэффициенты, определяемые по таблице 2.2 [3].

Приведённая гибкость:

Коэффициент продольного изгиба из плоскости рамы:

Проверка устойчивости:

Условие выполнено.

Т.о. устойчивость надкрановой части колонны обеспечена в плоскости и из плоскости момента.

Проверка устойчивости поясов колонны:

– свес пояса:

Условие соблюдается устойчивость обеспечена.

Проверяем устойчивость стены. Наибольшее напряжение сжатия на краю стенки:

Напряжение на противоположном краю стенки:

Т.о. устойчивость стенки также обеспечена. Окончательно принимаем сечение надкрановой части колонны.

Рисунок 14 – Окончательное сечение надкрановой части колонны

3.5 Расчёт и конструирование нижней части колонны

Рисунок 15 – Нижняя часть колонны

Нижняя часть колонны конструируется сквозной из двух ветвей. Внутренняя подкрановая ветвь выполняется в виде сварного двутавра, наружная ветвь – из листа и двух равнополочных уголков.

Расчётные сочетания усилий для нижней части колонны:

- внутренняя ветвь: , ;