Подбор сечения нижней части колонны

Страница 1

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой.

Высота сечения h=1000 мм.

Подкрановую и наружную ветви колонны принимаем из широкополочного двутавра.

Расчетные усилия:

N3=1041,99 кН M3=76,1 кНм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь колонны).

N4 =1062,77 кН M4 =352,79 кНм (изгибающий момент догружает наружную ветвь колонны).

Определим ориентировочное положение центра тяжести сечения колонны.

Принимаем zo=0.15 м.

Расстояние между осями ветвей колонны:

h0=h-z0=1.0-0.15=0.85 м.

Расстояние от подкрановой ветви до центра тяжести сечения колонны:

y1=M4×h0/(M3+M4)= 352.79 ·103·0.85/(76.1 ·103+352.79 ·103)=0.7 м.

Расстояние от наружной ветви до центра тяжести сечения колонны:

y2=h0-y1=0.85-0.7=0.15 м.

Усилия в ветвях колонны:

В подкрановой ветви:

Nv1=N3×y2/h0+M3/h0=1041.99·103 0.15/0.85+76.1·103/0.85=273.4 кН.

В наружной ветви:

Nv2= N4×y1/ h0+M4/ h0=1062.77 ·103·0.7/0.85+352.79·103/0.85=1290.27 кН.

Требуемая площадь подкрановой ветви (двутавр):

Av1=Nv1/(0.8·Ry)= 273.4 ·103/(0.8·230·106)=0.0015 м2.

Требуемая площадь наружной ветви (двутавр):

Av2= Nv2/(0.8·Ry)= 1290.27 ·103/(0.8·230·106)=0.007 м2.

По сортаменту подбираем двутавр 30Ш2 со следующими характеристиками:

Av=0.007765 м2,

iy=0.1253 м,

ix=0.0473 м,

h=0.295м, b=0.2 м.

Уточняем положение центра тяжести сечения колонны:

zo=b/2=0.1 м;

тогда h0=h-z0=1.0-0.1=0.9 м.

y1=A×h0/(Av+Av)=77.65·0.9/(2×77.65)=0.45 м,

y2=h0-y1=0.9-0.45=0.45 м.

Усилия в ветвях:

В подкрановой ветви:

Nv1=N3×y2/h0+M3/h0=1041.99·103 0.45/0.9+76.1·103/0.9 = 605.5 кН

В наружной ветви:

Nv2= N4×y1/ h0+M4/ h0=1062.77 ·103·0.45/0.9+352.79·103/0.9=923.4 кН.

Проверка устойчивости ветвей из плоскости рамы (относительно оси у-у):

Расчетная длина:

ly=hн=8.38 м.

Гибкость:

ly=ly/iy=8.38/0.1253 = 66,88.

Определяем: jy=0.790.

Подкрановая ветвь:

s1=Nv1/(jy·Av)=605,5·103/(0.790·0.007765)=98.7·106<Ry=230 МПа;

Наружная ветвь:

s2=Nv2/(jy·Av)=923,4·103/(0.790·0.007765)=150,53·106<Ry=230 МПа;

Устойчивость подкрановой и наружной ветвей обеспечена. Проверка устойчивости ветвей в плоскости рамы (относительно осей х1-х1, х2-х2):

Из условия равноустойчивости ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки:

lх1=lв1/iх1=lу=66.88,

следовательно lв1=66,88×iх1=66,88×0.0473 = 3.16 м.

Принимаем расстояние между узлами решетки lв1=1.5м, разделив нижнюю часть колонны на 5 панелей.

Гибкость: lx1= lв1/ix1=1.5/0.0473 =31.71.

Определяем jx=0.927.

s1=Nv1/(jx·Av)= 605,5·103/(0.927·0,007765)=84.12·106<Ry=230 МПа.

Устойчивость подкрановой и наружной ветвей обеспечена в плоскости рамы.

Расчет решетки сквозной колонны

Максимальная поперечная сила в сечении (4-4) колонны:

Qmax=46,42 кН.

Условная поперечная сила:

Qfic»0.2×(Av+Av)=0.2×(77,65+77,65)=31,06 кН.

Расчет решетки проводим на Qmax.

Длина раскоса:

м.

Sina=h0/lp=0.9/1.46=0.61.

Усилие сжатия в раскосе:

Nr=Qmax/(2·Sina)=46,42/ (2·0.61)=38,05 кН.

Задаемся: lr=150, jr=0.289.

Требуемая площадь раскоса:

Aр,tr=Nr/(jr·Ry·0.75)=38,05·103/(0.289·230·106·0.75)=7,63·10-4 м2.

Принимаем по сортаменту уголок ∟ 70х6, имеющего следующие характеристики:

Aр=8,15 см2,

imin=1.38 см.

Определим гибкость раскоса:

lmax=lр/imin=146/1.38=105.8.

Тогда j=0.519.

Напряжения в раскосе:

sр=Nr/(j·Aр)=38,05·103/(0.519·0.000815)=89.95МПа.

[sр]=Ry×0.75=230·106·0.75=172.5·МПа.

sр=89.95 МПа < [sr]=172.5 МПа,

Cледовательно устойчивость раскосов обеспечена.

Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня

Геометрические характеристики всего сечения:

A=Av+Av= 2·Av=2·0.007765 = 155.3 см2.

Jx=Av×(y12+ y22)=0.01553·(0.452+0.452)=0.00629 м4.

ix ==0.636 м.

lx= lefx1/ix=15,58/0.636=24.5.

Площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны:

Постановка задачи дипломного проектирования
Цель проекта – синтез алгоритмов управления температурным режимом на платформе станции «Речной вокзал» Новосибирского метрополитена. Основными задачами являются: 1) изучение участка вентиляционной сети метрополитена как объекта управления; 2) исследование математической модели тепловых процессов и процес ...

Выбор крана по техническим параметрам
Выбор крана для подачи бетонной смеси. Рассмотрим вариант монтажа здания бешенным передвижным краном с одной стороны здания (см. рисунок 1). Тип крана предусматриваем с нижним расположением противовеса. Рисунок 1. Схема расположения крана относительно здания. Максимальная масса груза 4,71т. Для монтажа ...

Определение площади подошвы фундамента
Площадь Атр подошвы фундамента определяем по формуле: Атр = Ncol II / (R2усл - gmt×d) = 1310,19 / (146,29 - 20×2,05) = 12,44 м2 Ncol II = max Ncol II× gf = 1310, 19×1 = 1310,19 кН (gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый 1) gmt = 20 кН / м3 - средний удельный вес мат ...