Проектирование металлического каркаса (стр. 8 из 14)
Подкрановая ветвь:
Наружная ветвь:
Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки:
Принимаем
, разделив нижнюю часть колонны на целое число панелей (5 шт). Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы (относительно осей 
и 
).Для подкрановой ветви:
Для наружной ветви:
4.2.2 Расчет решетки подкрановой части колонны
Поперечная сила в сечении колонны
.Условная поперечная сила:
.Расчет решетки проводим на
.Усилие сжатия в раскосе:
где
(угол наклона раскоса, см. рис. 4.1.).Задаемся;
.Требуемая площадь раскоса:
.R = 240 МПа = 24 кН/см2 (фасонный прокат из стали С245);
(сжатый уголок, прикрепляемый одной полкой). 
| Элемент сечения | Угол поворота | Зеркально |
| Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L80x10 |
Габариты сечения 79.9 x 79.9 мм
Геометрические характеристики сечения
| Параметр | Значение | ||
| A | Площадь поперечного сечения | 15.14 | см2 |
| | Угол наклона главных осей инерции | 45.0 | град |
| Iy | Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y | 88.538 | см4 |
| Iz | Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z | 88.538 | см4 |
| It | Момент инерции при свободном кручении | 4.606 | см4 |
| iy | Радиус инерции относительно оси Y1 | 2.418 | см |
| iz | Радиус инерции относительно оси Z1 | 2.418 | см |
| Wu+ | Максимальный момент сопротивления относительно оси U | 24.727 | см3 |
| Wu- | Минимальный момент сопротивления относительно оси U | 24.727 | см3 |
| Wv+ | Максимальный момент сопротивления относительно оси V | 11.206 | см3 |
| Wv- | Минимальный момент сопротивления относительно оси V | 13.133 | см3 |
| Wpl,u | Пластический момент сопротивления относительно оси U | 39.179 | см3 |
| Wpl,v | Пластический момент сопротивления относительно оси V | 19.952 | см3 |
| Iu | Максимальный момент инерции | 139.879 | см4 |
| Iv | Минимальный момент инерции | 37.197 | см4 |
| iu | Максимальный радиус инерции | 3.04 | см |
| iv | Минимальный радиус инерции | 1.567 | см |
| au+ | Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) | 1.633 | см |
| au- | Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) | 1.633 | см |
| av+ | Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) | 0.74 | см |
| av- | Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) | 0.867 | см |
| yM | Координата центра тяжести по оси Y | 17.097 | см |
| zM | Координата центра тяжести по оси Z | -2.347 | см |
.Напряжения в раскосе:
.4.2.3 Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня
Геометрические характеристики всего сечения:
Приведенная гибкость:
.Коэффициент
зависит от угла наклона раскосов.При
, 
. 
– площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны. 
.Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 4-4):
N2 = -508,0 кН; М2 = 827,5 кНм
Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сечение 4-4):
N1 = -1489,2 кН; M1 = -725,6 кНм
Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.
4.3 Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны
Расчетные комбинации усилий в сечениях над уступом:
N= -373,0 кН; M = -91,8 кНм; Q = 3,6 кН;
Давление кранов
.Прочность стыкового шва (ш1)проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны.
Наружная полка:
.Внутренняя полка:
.Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия по формуле:
; принимаем 
Принимаем tтр=1,6 см.
Усилие во внутренней полке верхней части колонны:
.Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (ш2):
.Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d = 1,4...2 мм.
Назначаем:
; 
.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.
Такой комбинацией будет сочетание (1, 2, 7) М = -151,8 кН·м; N = -353,8 кН:
Коэффициент 0,9 учитывает, что усилия N и M приняты для второго основного сочетания нагрузок.
Требуемая длина шва:
Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы (линия 1-1) определяем высоту траверсы
по формуле: 
где
– толщина стенки I 30Ш2; 
– расчетное сопротивление срезу фасонного проката из стали С245. Принимаем 
.Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M и
.Расчетная схема и сечение траверсы приведены на рис. 4.3.
Узел сопряжения верхней и нижней части колонны.
Рис. 4.3.
Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 270
16 мм, верхние горизонтальные ребра – из двух листов 140 16 мм.