Сталевий каркас промислового будинку: Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни "Металеві конструкції", страница 21

Підкранова вітка:

в площині колони l_x2 = 240см; l_ч2 = 240/4,27 = 56;

з площини колони l_y2 = 1350см;l_y2 =1350/20,3 =66. j = 0,8 .

s = N_пв/ jA_пв = 1952,9/(0,8х102,8) = 23,7кН/см² < R_yg_c/g_n =       =24,2кН/см².

5.5. Перевірка стійкості колони як єдиного стержня складеного перерізу.

Для цієї перевірки необхідно знайти приведену гнучкість стержня, яка залежить від перерізу раскосів. Тому спочатку підбирають переріз розкосів.

Розкоси решітки (рис.5.7) розраховують на фактичну поперечну силу Q_max = -226,0кН (див.табл.4.1): a = 42,46^о ; Sina= 0,675.

Поздовжнє зусилля в розкосі однієї площини:

N_a = Q_max/2Sina = 226/2x0,675 = 167,4кН.

Довжина розкосу а = Ö 120² + 110² = 163см.

Потрібна площа перерізу A_потр = N_a/g_cjR_{y ,}

де g_с - коефіцієнт умов роботи, дорівнює 0,75 для стиснутих елементів з поодиноких кутиків, прикріплених однією поличкою; jорієнтовно задають в межах ( 0,6 . . . 0,8).

A_потр = 167,4/0,75x0,7x23 = 13,86см² .

Приймають розкіс з L106х7; A = 13,75см² ;

i_min = 1,98см; l = а/i_min = 163/1,98 = 82.За [1,табл.72] j=0,685.

Напруження в розкосі s= 167,4/0,685х13,75 = 17,8кН./см²  <       <R_yg_c/g_n = 23x0,75/0.95 = 18,16кН/см² .

Визначають геометричні характеристики всього перерізу колони та умовну приведену гнучкість стержня :

А = А_зв + А_пв = 176,6 + 102,8 = 279,4см²;

I_x = ( I_x1 +A_звy_л²) + ( I_x2 + A_пвy_п²) = (7900 +176,6х40,5²) + ( 1873 + + 102,8х69,6²) = 797421см⁴.

i_{x =} Ö I_x/A   =Ö 797421/279,4  = 53,4см.

Гнучкість стержня відносно вільної осі x - x :

l_x = l_ef1/i_x = 2820/53,4 = 53 .

Приведена гнучкість l_ef =Öl_x² + a₁A/A_a1 ,

де a₁- коефіцієнт, що визначається за формулою a₁ =10а³/b²l;

a - довжина розкоса; b - ширина колони; l - крок розкосів (див.рис.24);A_a1 - площа двох розкосів; А - загальна площа двох віток.

l_ef=Ö53² + 29,82x(279,4/27,5)=56; a₁= 10x163³/(110x120) = 29,82.

Умовна приведена гнучкість:

l_ef = l_efÖR_y/E= 56Ö 23/21000  =1,85 .

Перевірку стійкості колони в цілому слід виконати на дві комбі-нації зусиль:

що довантажують підкранову вітку,M₂= -1143,1кНм;N₂ = -2481,7кН

та довантажують зовнішню вітку, M₁=+1754,2кНм;N₁ = -2481,7кН.

Для комбінації зусиль, що довантажують підкранову вітку,відносний  ексцентриситет

m_x2 = e₂( A/I_x) y = (114310/2481,7)x(2794x69,6) /797421 = 1,123;

за [1, табл.75] при m_x2 = 1,123 та l_ef = 1,85 знаходять

j_e2 = 0,411; s= N₂/( j_e2A) =2481,7/(0,411x279,4) = 21,6кН/см² <   < R_yg_c/g_n = 24,2кН/см².

Для комбінації зусиль, які довантажують зовнішню вітку, відносний ексцентриситет

 m_x1 = e₁(A/I_x)y_n = (175420/2481,7) x (279,4x40,5)/794421 = 1,0.

При m_x1 = 1 та l_ef=1,85; j_e1= 0,432 .

s=N₁/(j_e1 A)=2481,7/(0,432x279,4)20,56кН.см² <R_yg_c/g_n= 24,2кН/см²

       Стійкість нижньої частини колони як єдиного стержня з площини

дії моменту перевіряти не слід, тому що вона забезпечується перевіркою стійкості окремих віток.

5.6. Розрахунок та конструювання вузлів колони.

При жорсткому поєднанні ригеля з колоною широко розповсюджене спирання крокв'яних ферм збоку колони на опорний

столик (рис.5.8) . В цьому випадку вертикальна реакція ферми V_ф пере- дається з опорного фланця ферми товщиною t = 16 . . . 20мм через стругані поверхні на опорний столик. Площу торця фланця визначають з розрахунку на зминання: A_p = V_ф/R_p , де R_p - розрахунковий опір зминанню  торцевої поверхні. Для прийнятої в нашому прикладі сталі R_p = 33,6кН/см² . Опорний столик виготовляють з листа товщиною t = 30 . . . 40мм . Кожний з двох флангових швів, що кріплять опорний столик до колони, розраховують на зусилля, яке дорівнює 2/3 V_ф , з-за  можливої нерівномірності передачі реакції опорним фланцем .

Зварні шви (Ш1) , що кріплять опорний фланець до фасонок ферм, знаходяться в складному напруженому стані: працюють на одночасну дію опорної реакції V_ф, сили H = M₀/h₀ та моменту M_H від сили H внаслідок ексцентричності її прикладення по відношенню до середини шва. Тут M₀ - максимальний від'ємний момент в перерізі 1-1 (див.табл.4.1); h₀ - висота ферми на опорі - відстань між осями поясів; M_H = H . e - момент від позацентрово прикладеної сили H ; e - від- стань від лінії дії сили H  до середини довжини швів Ш1 , яке визначається після конструювання опорного вузла ферми. Найбільше рівнодіюче напруження в шві визначають за формулою :