II. Розрахунок та конструювання позацентрово-стиснутих одноступінчатих колон
1. Підбір перерізу стержня позацентрово-стиснутої ступінчатої колони
Розрахункові зусилля для верхньої частини колони:
N1-1 = –497,3 кН; M1-1 = –437,24 кН×м; Q = 67,5 кН; M2-2 = –84,34 кН×м.
Розрахункові зусилля для нижньої частини колони:
N4-4 = –1232,9 кН; M4-4 = –912,77 кН×м;
(згинаючий момент довантажує підкранову гілку)
N4-4 = –1344,24 кН; M4-4 = 1128,87 кН×м.
(згинаючий момент завантажує зовнішню гілку колони).
Q = 98,72 кН;
Довжина нижньої частини колони l1 = 1737 см;
Довжина верхньої частини колони l2 = 523 см;
Співвідношення моментів інерції перерізів колони I2/I1 = 1/8;
Матеріал колони – сталь С235; Ry = 23 кН/см2 (для товщин від 2 до 20 мм)
2. Визначення розрахункових довжин
 |
Визначаємо співвідношення погонних жорсткостей для верхньої та нижньої частини колони:
 |
і коефіцієнт
В залежності від a1 та n1 визначаємо коефіцієнти m1 = 1,8. Обчислюємо
m2 = m1 /a1 = 1,8 / 0,518 = 3,47 > 3,0;
Приймаємо m1 = 1,8; m2 = 3,0.
Розрахункові довжини колони в площині рами:
lx1 = m1×l1 = 1,8×1737 = 3127 см;
lx2 = m2×l2 = 3×523 = 1569 см;
Розрахункові довжини колони із площини рами ly1 = l1 = 1737;
ly2 = l2 – hп.б = 523 – 130 = 393 см.
3. Підбір перерізу верхньої частини колони
Визначаємо розрахунковий ексцентриситет
lx = M / N = 43724 / 497,3 = 87,9 см;
За умови достатньої жорсткості
h2 ³ l2 / 12 = 523 / 12 = 43,58 см;
Таким чином приймаємо h2 = 45 см.
Для визначення необхідної площі перерізу установимо попередні значення:
ix = 0,42×h2 = 0,42×45 = 18,9 ≈ 19 см;
 |
rx ≈ 0,35×h2 = 0,35×45 = 15,8 ≈ 16 см;
h
 |
 |
||
= 1,25; mef = h×mx = 1,25×5,57 = 6,96 ≈ 7; jl = 0,1525.
 |
Необхідна площа перерізу:
Компонуємо переріз верхньої частини колони:
- висота стінки: hw = h2 – 2×tf = 45 – 2×1,8 = 41,4 см; (попереднє значення товщини полиць).
 |
За умови місцевої стійкості
luw = 1,3 + 0,15×lx2 = 0,13 + 0,15×2,762 = 2,44;
41,4 / 0,8 = 51,75 £ 73, тобто товщина стінки, при якій забезпечена її місцева стійкість: tw ³ 41,4 / 73 = 0,59 см; Приймаємо tw = 8 мм;
 |
Приймаємо переріз полиці колони 300х18 мм, з площею Af = 54 см2.
Перевіримо забезпеченість місцевої стійкості полиці
тобто місцева стійкість полиці забезпечена.
Визначаємо геометричні характеристики перерізу верхньої частини колони
A = 2×bf×tf + hw×tw = 2×30×1,8 + 0,8×41,4 = 141,12 см2.
 |
Момент інерції перерізу
см4
 |
 |
Момент опору:
 |
Ядрова відстань:
 |
Радіус інерції перерізу:
 |
Гнучкість в головних площинах:
 |
Перевіряємо стійкість верхньої частини колони в площині дії згинаючого моменту
момент опору для найбільш стиснутого волокна W = Wx;
 |
Відносний ексцентриситет
Приведений відносний ексцентриситет:
 |
 |
||
mef = h × mx = 1,35×5,1 = 6,9; де
 |
По таб. СНіПа в залежності від умовної гнучкості lx і приведеного відносного ексцентриситету mef, визначаємо коефіцієнти зниження розрахункового опору при позацентровому стиску: jl = 0,158
Завантажити реферат