Расчет и конструирование элементов рабочей площадки

     Подсчитываем  расчетную сжимающую силу:

     Геометрическая  длина колонны:

L = 9,2+0,8 = 10 м

Зададимся гибкостью  колонны: λ = 60, φ = 0,766

     Требуемая площадь сечения ветви:

     Находят требуемые моменты инерции относительно осей x-x? А также y-y

     Определяем  требуемые высоту и ширину сечения:

    

    Рис. 11. Сечение сплошной колонны.

    Для составного двутаврового сечения a_х=0,42, a_у=0,24. Для других типов сечений эти коэффициенты приводятся в справочной литературе. Исходя из конструктивных соображений, рекомендуется принимать b_h£h.

Назначив габариты сечения, переходят к его компоновке. Площадь одного пояса A_f@0,4A, площадь стенки A_w@0,2A. Исходя из высоты и ширины сечения (h и b_f) и площади поясов и стенки, определяют толщину поясов t_f и толщину стенки t_w. Минимальные и максимальные толщины листов и их соотношения принимаются такими, как и в главных балках. При окончательном назначении размеров поясов и стенки, их желательно округлить кратно 20 мм.

t_f=2см

t_w=2см

     По  назначенным размерам вычисляют  фактические геометрические характеристики сечения.

Площадь брутто    

Моменты инерции  ; 

                                       

Радиусы инерции   ;  

Гибкости    ;  

     По  наибольшей гибкости l_х или l_у находят коэффициент продольного изгиба j=0,766. Причем, наибольшая гибкость не должна превышать предельной l_макс£l_пред=180 - 60a ; где .

Производят проверку устойчивости стержня колонны 

                      

3.2. Проверка местной устойчивости элементов стержня колонны

         - условная гибкость.

      

                                  

    В противном случае необходимо увеличить  толщину стенки или поставить  парное продольное ребро жесткости  на всю высоту колонны . Минимальные  размеры ребер назначаются так же,  как и размеры поперечных ребер в балках.

    Площадь продольного ребра целесообразно  включить в расчетную площадь сечения колонны при проверке общей устойчивости. В случае постановки ребра местная устойчивость стенки колонны проверяется

    Если  , то необходимо стенку укрепить шарнирными поперечными ребрами жесткости, размеры которых определяют так же, как и в главных балках. В любом случае на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух парных поперечных ребер жесткости.

Рис. 12. Ребра жесткости сплошной колонны.

Местная устойчивость поясов обеспечена, если  , где свес полки b_ef= (b_f-t_w)/2

3.3. Расчет оголовка  колонны

 

Ширина опорного ребра оголовка:

см

Требуемая площадь  опорных ребер:

,

где

Длина опорного ребра оголовка:

     Определим  высоту  катета  швов  прикрепления ребер  к  траверсе  и  траверсы  к  стенке:

см

Высота траверсы:

см

Толщина траверсы:

см

     Cнизу траверсу укрепляем ребром жесткости, ширину которого принимают равной 2b_s+t_mp=2*11,4+3,6=26,4 см , а толщину не менее см

3.4. Расчет базы

     Базу  колонны проектируем с траверсами для жесткого закрепления колонны  в плоскости поперечной рамы и шарнирного - в другой плоскости.

Требуемая площадь  опорной  плиты  базы  определяется  по  формуле:

где  ; ; МПа

принимаем L = 90 см, В = 90 см.

А = В ∙ L

А = 90 ∙ 90 = 8100 см²

кН/см²

Изгибающий момент на консольном участке:

 кН∙см

Изгибающий момент на участке, опертом по трем сторонам: (а/b < 0,5):

 кН∙см

где a - длина  короткой стороны отсека, а / b =  180/700 = 0,2

Изгибающий  момент  на  участке,  опертом  по  четырем  сторонам: (a/b < 0.5)

 кН∙см

Толщина опорной  плиты:

см, принимаем 25 мм.

Высота траверсы:

кН/см

см

Проверяем нормальные напряжения в пролете:

кН∙см

 

 см³

 кН/см² < 32 кН/см²

Толщина швов, прикрепляющих  траверсы и ребра к опорной  плите k_f = 0,6 см