Стальной каркас промышленного здания (стр. 8 из 12)

;

- определяется также по таблице 10 /1/;

Так как

.

Проверяем условие:

,

т.е. условие выполняется, устойчивость верхней части колонны обеспечена.

3.4 Подбор сечения и конструирование узлов нижней части колонны

3.4.1 Определение усилий в ветвях колонны

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

.

Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополочного двутавра, наружную – составного сварного сечения из трех листов.

Рисунок 21 – Сечение нижней части колонны

Расчетные комбинации усилий для подбора сечения подкрановой ветви колонны из таблицы 3:

; .

Расчетные комбинации усилий для подбора сечения наружной (шатровой) ветви колонны из таблицы 3:

; .

Определяем начальное (ориентировочное) положение центра тяжести сечения. Принимаем

;

,

тогда

;

.

Определяем усилия в ветвях колонны по формулам 14.19 и 14.20 /4/.

Усилие в подкрановой ветви:

.

Усилие в наружной ветви:

.

3.4.2 Подбор сечения подкрановой ветви колонны

Задаемся начальной гибкостью

, тогда по таблице 72 /1/ коэффициент .

Требуемая площадь сечения подкрановой ветви:

.

Из сортамента ТУ 14-2-24-72 (приложение 14 /4/) выбираем двутавр с параллельными гранями полок 50Б1:

; ; ; .

по таблице 72 /1/ .

Проверяем условие устойчивости подкрановой ветви:

,

т.е. условие выполняется с недонапряжением 17%.

3.4.3 Подбор сечения шатровой ветви колонны

Задаемся начальной гибкостью

, тогда по таблице 72 /1/ коэффициент .

Требуемая площадь сечения шатровой ветви:

.

Для удобства прикрепления элементов решетки просвет между внутренними гранями полок принимаем таким же, как в подкрановой ветви:

.

Высота стенки из условия размещения сварных швов равна:

.

Толщину стенки принимаем равной

.

Площадь одной полки равна:

по расчету полки не требуются, а устанавливаются конструктивно.

Толщину полки принимаем минимальную

.

Ширину полки принимаем равной

.

Расстояние между центрами тяжести полок равняется:

.

Определяем геометрические характеристики сечения шатровой ветви:

;

;

;

по таблице 72 /1/ .

Проверяем условие устойчивости шатровой ветви:

,

т.е. условие выполняется с недонапряжением 43%, но сечение не измененяем, так как оно принято минимальным.

Определяем положение центра тяжести шатровой ветви:

Момент инерции относительно оси

:

.

.

Корректируем положение центра тяжести всего сечения колонны:

;

.

Пересчитываем продольное усилие в подкрановой ветви:

,

где

Пересчитываем продольное усилие в наружной ветви:

.

Проверяем устойчивость шатровой ветви в плоскости действия момента:

.

Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости действия момента определяем расчетную длину:

.

Принимаем

, тогда

,

где

.

по таблице 72 /1/ .

,

т.е. условие выполняется, устойчивость шатровой ветви в плоскости действия момента обеспечена.

3.4.4 Подбор сечения раскосов соединительной решетки

Из статического расчета приведенного в таблице 3 поперечная сила в сечении №1 равна:

.

Рисунок 22 – К подбору сечения раскосов соединительной решетки

Усилие сжатия в раскосе:

,

где

- угол наклона раскоса (см. рисунок 22).

Задаемся начальной гибкостью

, тогда по таблице 72 /1/ коэффициент .

Требуемая площадь сечения раскоса:

,

где

- коэффициент условия работы для сжатого уголка, прикрепляемого одной полкой, определяемый по таблице /1/.

Из сортамента ГОСТ 8509-72

(приложение 14 /4/) выбираем уголок 50х5: ; .

Длина элемента соединительной решетки: