Проверка жесткости поперечных рам.

Чтобы обеспечить нормальную эксплуатацию производственных зданий с мостовыми кранами, каркас зданий должен обладать необходимой жесткостью.

Горизонтальные предельные прогибы колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами, следует принимать [19]: для зданий с мостовыми кранами групп режима работы 1К – 3К – h /500; 4К – 6К – h /1000; 7К – 8К – h /2000  но не менее 6 мм (h – расстояние от низа базы колонны до головки кранового рельса).

Величину смещения определяют от силы торможения тележки одного крана наибольшей грузоподъемности из числа, установленных в пролете.

Величину смещения можно определить по формулам [22]:

для поперечной рамы со ступенчатыми стойками и с жестким сопряжением ригеля со стойками (рисунок 28)

Рисунок 28

 

	(71)

 

Для поперечной рамы со ступенчатыми стойками и с шарнирным сопряжением ригеля со стойками (рисунок 29 ):

Рисунок 29

 

	(72)

 

Для поперечной рамы со стойками постоянного сечения и с жестким сопряжением ригеля со стойками (рисунок 30 ):

Рисунок 30

 

(73)

 

В формулах (71) – (73) сохранены обозначения, принятые в работе [22],

где а ‒ высота подкрановой балки;

 

 

Сопряжение верхней части колонны с нижней

В ступенчатых колоннах подкрановые балки опираются на уступ колонны. Для передачи усилий от верхней части колонны и подкрановых балок на нижнюю часть в месте уступа устраивают траверсу (рисунок 31).

Рисунок 31

 

В курсовом проекте узел сопряжения верхней и нижней частей колонны принимаем конструктивно

Высоту траверсы   принимают равной 0, 5‒ 0, 8 ширины нижней части колонны.

Для большей надежности крепления траверсы в полке верхней части колонны и в стенке подкрановой ветви (рисунок 32 ) делают прорези, в которые заводят стенку траверсы.

Рисунок 32

 

БАЗЫ КОЛОНН

База является опорной частью колонны и служит для передачи усилий с колонны на фундамент. В состав базы входят плита, траверсы, ребра, анкерные болты и устройства для их крепления (столики, анкерные плиты и т.д.). Конструктивное решение базы зависит от типа и высоты сечения колонны, способа ее сопряжения с фундаментом и принятого метода монтажа колонн.

В производственных зданиях колонна в плоскости рамы имеет обычно жесткое сопряжение с фундаментом, а из плоскости – шарнирное.

Базы решетчатых колонн проектируют, как правило, раздельного типа (рисунок 33 ).

Рисунок 33

 

Ветви сквозной колонны работают на продольные осевые силы, поэтому их базы рассчитывают и конструируют как базы центрально-сжатых колонн.

Для простаты расчета давление под плитой принимают равномерно распределенным.

 Центр плиты совмещают с центром тяжести ветвей, в противном случае в ветви колонны появляется дополнительный момент.

Базу каждой ветви рассчитывают на свою комбинацию изгибающего момента и продольной силы, дающую наибольшие усилия сжатия в нижнем сечении колонны. Усилия, передающиеся на базы определяют по формулам (58) и (59).

 

Расчет опорной плиты

Передача расчетного усилия на опорную плиту может осуществляться через фрезерованный торец или через сварные швы конструкции, опирающейся на плиту.

Площадь стальной опорной плиты должна удовлетворять требованиям расчета на прочность фундамента [18].

Размеры плиты в плане определяют из условия прочности бетона фундамента

(74)

где  − расчетное усилие в ветви на уровне базы;

ψ ‒ коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия. При равномерно распределенной нагрузке ψ =1;

‒ расчетное сопротивление бетона смятию.

(75)

где ‒ расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие (призменная прочность);

α =1 для бетонов класса ниже В25;

 принимают не больше 2, 5 для бетонов класса выше В7, 5 и не больше 1, 5 для бетонов классов В3, 5; В5; В7, 5;

‒ площадь обреза фундамента.

Расчетное сопротивление бетона сжатию (призменная прочность)  соответствует его классу прочности на сжатие и составляет 4, 5 МПа для В7, 5; 6 – В10; 7, 5 – В12, 5; 8, 5 – В15; 11, 5 – В20. 

Размеры плиты В и L определяются в пределах требуемой площади и по конструктивным соображениям. При этом ширину плиты В принимают на 100− 200 мм шире колонны.

Толщина траверсы принимается равной 10‒ 16 мм.

В соответствии с конструкцией базы плита может иметь участки: консольные ‒ контур 1, опертые на три канта ‒ контур 2, опертые на четыре канта‒ контуры 3, 4 (рисунок 34).

 

Рисунок 34

 

Толщину опорной плиты следует определять расчетом на изгиб пластинки по формуле [18]

(76)

где  – наибольший из изгибающих моментов М, действующих на разных участках опорной плиты и определяемых по формулам:

для консольного участка

(77)

для участка плиты, опертого на четыре стороны в направлении короткой и длинной сторон соответственно

(78)

для участка плиты, опертого по трем сторонам

(79)

для участка плиты, опертого на две стороны, сходящиеся под углом, по формуле (79), принимая при этом d₁ – диагональ прямоугольника, а размер а₁  – расстояние от вершины угла до диагонали.  

Здесь с – вылет консольного участка плиты;

− коэффициенты, зависящие от условий опирания и отношения размеров сторон участка плиты и принимаемые согласно таблице 20;

− реактивный отпор фундамента под рассматриваемым участком плиты на единицу площади плиты.

Таблица 20    Коэффициенты  для расчета на изгиб прямоугольных плит, опертых по четырем и трем сторонам

 

Расчет анкерных болтов

Во внецентренно-сжатых колоннах количество анкерных болтов не менее четырех, а площадь их сечения определяют расчетом.

Для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы, величину расчетной растягивающей нагрузки, приходящейся на один болт, следует определять по формуле

(80)

где M и N – изгибающий момент и продольная сила в сквозной колонне на уровне верха фундамента;

h – расстояние между осями ветвей колонны;

n – количество болтов крепления ветви колонны;

b – расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси сжатой ветви.

Значения М и N в формуле (80) необходимо принимать при самой невыгодной для анкерных болтов комбинации нагрузок, определяя постоянные нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузкам, равным 0, 9.

Требуемая площадь сечения болтов

(81)

где  ‒ расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов.

 

Таблица 21 Площади сечения болтов

При конструировании базы необходимо следить за тем, чтобы можно было свободно поворачивать гайки при затяжке болтов, поэтому минимальное расстояние от оси болта до траверсы следует принимать не менее 1, 5 d ( где d – диаметр болта). Анкерные болты выносят за опорную плиту не менее чем на 20 мм для того, чтобы во время монтажа колонну можно было двигать, устанавливая по оси.

На другой стороне базы обычно ставят такие же болты. С каждой стороны базы следует устанавливать не более двух болтов, так как при большем их числе усложняется монтаж колонны и не обеспечивается равномерная работа болтов. Поэтому при больших усилиях следует, в первую очередь, увеличивать диаметры болтов и вылет траверсы.

Наименьшие допустимые расстояния между осями болтов и от оси крайних болтов до граней фундамента приведены в табл.

Таблица 22

Расстояния между болтами, а также от оси болтов до грани фундамента допускается уменьшать на 2d при соответствующем увеличении глубины заделки на 5d.

Расстояния от оси болта до грани фундамента допускается уменьшить еще на один диаметр при наличии специального армирования вертикальной грани фундамента в месте установки болта.

Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть меньше 100 мм для болтов диаметром до 30 мм включительно, 150 мм для болтов диаметром до 48 мм и 200 мм для болтов диаметром более 48 мм.

Глубину заделки спаренных болтов при расстоянии между их осями 8d и более следует назначать 15 d, при расстоянии менее 8d – равной 20d.

Расстояние от края плиты до оси болта следует назначать не менее 2d, при этом площадь анкерной плиты должна быть не менее 32d².

Для конструктивных болтов с отгибами глубину заделки в бетон допускается принимать равной 15d, для болтов с анкерными плитами – 10d.

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилие в ветви передаем на траверсы через четыре угловых шва.

Требуемая длина шва определяется по формулам

при     по металлу шва                                                    (82)

при  

по металлу границы сплавления                                                         (83)

Высота углового шва принимается не более 1‒ 1, 2 толщины траверсы. Высоту траверсы следует принимать не больше .

Анкерные плиты рассчитывают как однопролетные балки, опертые на траверсы и загруженными силами, равными несущей способности анкерных болтов. При определении момента сопротивления таких балок следует учитывать ослабление их отверстиями, диаметр которых на 5-6 мм больше анкерных болтов.

Существуют два способа установки колонны на фундамент: с выверкой колонны в процессе монтажа и безвыверочный монтаж. Последний имеет некоторые преимущества (ускорение монтажа, повышение точности и др.)., поэтому является наиболее массовым, но требует наличия на заводе-изготовителе специального оборудования. В этом случае торец колонны в сборе с траверсами и ребрами обрабатывается на фрезерном станке. Опорная плита должна иметь строганную верхнюю поверхность (что необходимо учитывать при назначении толщины плиты на 2-3 мм больше расчетной).

 

Выверку плиты и установку их в проектное положение выполняют с помощью установочных болтов (рисунок 35).

Выверка базы с траверсами, приваренными к опорной плите на заводе, производится с помощью стальных подкладок толщиной 40-60 мм, устанавливаемых между опорной плитой и верхом фундамента с последующей подливкой цементным раствором. Для подливки раствора в опорных плитах необходимо предусматривать отверстия диаметром 100мм из расчета одного отверстия на 0, 5 м² площади плиты.

Для передачи на фундамент горизонтальных сил, если последние не могут быть уравновешены силами трения, предусматриваются упоры (рис. 33), заделанные в фундамент, которые при монтаже соединяют с плитой. Такие упоры устанавливают в связевых блоках, а в районах с расчетной сейсмичностью 7-9 баллов − на всех фундаментах. Размеры упоров и сварных швов определяют расчетом соответственно на совместное воздействие ветровой нагрузки на торец здания с продольным торможением крана и на сейсмические силы.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: