Расчет и конструирование несущих конструкций одноэтажного промышленного здания (стр. 3 из 5)
Iу = 1,2·513/12 + 25,2·24,252·2 = 42903,45 см4;
19,61 см.Уточняем положение центра тяжести сечения колонны:
h0 = 150 – 5 = 145 см ;
= 111,6·145/ (91,8 + 111,6) = 79,6 сму2 = 145 – 79,6 = 65,4 см .
Отличие от первоначальных размеров существенно, поэтому усилия в ветвях:
Nв1 = 1510,65·65,4/145 + 76943/145 = 1212 кН
Nв2 = 2086,61·79,6/145 + 68815,21/145 = 1620 кН
Проверка устойчивости ветвей: из плоскости рамы (относительно оси у-у).
Подкрановая ветвь:
1860/20,3 = 91,63; 
0,602 
1212/(0,602·91,8) =21,9 кН/см2< 24 кН/см2Наружная ветвь:
1860/19,61 = 94,8; 0,6. 
= 1620/(0,6·111,6) = 23,9< 24 кН/см2.Требуемое расстояние между узлами решетки:
= 91,63, 
·91,63 = 91,63·4,22 = 386,68 см.Принимаем
358 см. Проверим устойчивость ветвей в плоскости рамы. Для подкрановой ветви: 
358/4,22 = 84,83; 
0,65; 
1212/(0,65·91,8) = 20,34< 24 кН/см2.Для наружной ветви:
358/5,92 = 60,5; 
03; 
1620/(0,803·111,6) = 18< 24 кН/см2.Расчет решетки подкрановой части колонны. Поперечная сила в сечении колонны
= - 46,3824 кН.Условная поперечная сила
; 
(91,8 + 111,6) = 40,68 < 46,3824 кН.Расчет производим на QMAX.
Усилие сжатия в раскосе
46,3824/ (2·0,64) = 36,24 кН 
150/Ö (1502 + (358 /2)2) = 0,64; 
10 - угол наклона раскоса.Задаемся
; 
Требуемая площадь раскоса:
36,24/(0,56·24·0,75) = 3,6 см2R = 24 кН/см2 (фасонный прокат из стали С245);
(сжатый уголок, прикрепленной одной полкой). Принимаем L 75x6 ( предыдущие сечения не удовлетворяют требованиям по устойчивости): 
= 8,78 см2; 
1,48 см; 
234,38/1,48 = 158; j = 0,25.Напряжения в раскосе:
36,24/(0,25·8,78) = 16,5<Rg= 24·0,75 = 18 кН/см2.Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня.
Геометрические характеристики всего сечения:
91,8 + 111,6 = 203,4 см2; 
91,8·79,62 +111,6·65,42 = 1058990,5 см4; 
Ö (1058990,5/203,4) = 72,15 см; 
3720/72,15 = 51,6;Приведенная гибкость
= Ö (51,62 + 16·203,4/(2·8,78)) = 53,4; 
53,4Ö (24/20600) = 1,82.Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 4-4), N2 = -2086,61 кН; М2 = 688,1521 кНм;
68815,21·203,4(65,4 +5)/ (2086,61·1058990,5) = 0,45; 
,57; 
2086,61/(0,57·203,4) =18<R = 24 кН/см2.Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сеч. 3-3),
N1 = -1510,65 кН; М1 = -769,43 кНм
76943·203,4·79,6/(1510,65·1058990,5) = 0,78; 
1; 
= 1510,65/(0,51·203,4) = 14,6 <R = 24 кН/см2.Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, т.к. она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.
3.6. Конструкция и расчет сопряжения верхней и нижней частей колонны
Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:
1) М = 262,9552 кНм; N = 349,25 кН;
2) М = -339,242 кНм; N = 543,65 кН.
Давление кранов
1161,39 кН.Прочность стыкового шва проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения подкрановой части.
Площадь шва равна площади сечения колонны.
Первая комбинация М и N:
Наружная полка
349,25/120,48 +26295,52/2070,8 = 15,6 <RСВ = 24 кН/см2Внутренняя полка
349,25/120,48 – 26295,52/2070,8 = -9,8<RСВр= 0,85·24 = 20,4 кН/см2Вторая комбинация М и N:
Наружная полка
543,65/120,48 – 33924,2/2070,8 = -11,9 <RСВр= 0,85·24 = 20,4 кН/см2Внутренняя полка
543,65/120,48 + 33924,2/2070,8 = 20,9 <RСВ = 24 кН/см2.Толщина стенки траверсы из условия смятия:
1161,39/(34·36) = 0,9 см; 
; 
; 
36 кН/см2Принимаем
.Усилие во внутренней полке верхней части колонны (вторая комбинация)
543,65/2 +33924,2/45 = 1025,7 кНДлина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы
Принимаем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d = 2 мм,
; 
. Назначаем 
; 
; 
; 
;
; 
1025,7/(4·0,6·16,2) = 26,4 см; 
В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.
Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы.
Такая комбинация: N = 543,65 кН; М = 6,64 кНм.
543,65·45/(2·150) – 664/150 + 1161,39·0,9 = 1122,37 кНКоэффициент 0,9 учитывает, что усилия N и М приняты для второго основного сечения нагрузок.
Требуемая длина шва
1122,3/(4·0,6·16,2) = 28,9 см 
Высота траверсы из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы:
1122,37/ (2·0,844·14) = 47,5 см