Дополнение к заданию для расчёта фермы

Стр 1 из 7Следующая ⇒

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине _____________________________________________________

(наименование дисциплины)

на тему____________________________________________________________

(тема курсовой работы)

Выполнил студент _____________________курса_____группы_____________

(фамилия, имя, отчество)

Допущена к защите__________________________________________________

(дата)

Руководитель (нормоконтролёр) работы ________________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

Защищена ___________________ Оценка __________________

(дата)

Члены комиссии _________________________________________________

_________________________________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

Краснодар

2017г.

Реферат

Курсовой проект: 68 с., 27 рис., 8 табл., 7 источников, иллюстративная часть – 1 лист формата А1, 1 лист формата А2.

ФЕРМА, ПОПЕРЕЧНАЯ РАМА, ОДНОСТУПЕНЧАТАЯ КОЛОННА, БАЗА, МОСТОВОЙ КРАН, РЕШЁТЧАТАЯ КОЛОННА, УЗЕЛ СОПРЯЖЕНИЯ.

Приведены расчёты, связанные с проектированием стальных конструкций одноэтажного промышленного здания.

Рассчитана ферма из тавров и уголков, поперечная рама, одноступенчатая колонна. На основании расчёта произведён подбор сечения и размеров колонны, фермы.

Разработана отправочная марка на ферму.

Содержание

Введение........................................................................................................... 6

1 Исходные данные......................................................................................... 7

2 Нормативные ссылки................................................................................... 8

3 Расчёт фермы ............................................................................................... 9

3.1 Исходные данные ..................................................................................... 9

3.2 Сбор нагрузок .......................................................................................... 9

3.3 Определение усилий в элементах фермы .............................................. 10

3.4 Подбор сечений элементов .................................................................... 14

3.5 Расчёт узлов фермы ............................................................................... 20

3.5.1 Расчёт требуемой длины швов для прикрепления элементов решётки из уголков к фасонкам в узлах ферм.............................................................................. 20

3.5.2 Промежуточный узел фермы с заводским стыком верхнего пояса... 22

3.5.3 Укрупнительный стык верхнего пояса фермы на монтажной сварке 24

3.5.4 Опорный узел....................................................................................... 26

4 Расчёт поперечной рамы цеха с шарнирным прикреплением ригеля к колоннам........................................................................................................................ 27

4.1 Компоновка рамы .................................................................................. 27

4.2 Нагрузки, действующие на раму ........................................................... 30

4.2.1 Постоянные нагрузки .......................................................................... 30

4.2.2 Снеговая нагрузка ............................................................................... 31

4.2.3 Вертикальные нагрузки от мостовых кранов .................................... 32

4.2.4 Горизонтальное давление от торможения крановой тележки ........... 34

4.2.5 Ветровая нагрузка ............................................................................... 34

4.3 Расчётная схема рамы............................................................................. 36

4.4 Статический расчёт рамы....................................................................... 38

4.4.1 Постоянная линейная нагрузка от покрытия ..................................... 38

4.4.2 Снеговая нагрузка ............................................................................... 39

4.4.3 Расчёт на нагрузки, приложенные к стойкам ..................................... 40

4.4.4 Вертикальное давление кранов и крановые моменты........................ 41

4.4.5 Горизонтальное давление кранов «Т» на раму ................................. 43

4.4.6 Ветровая нагрузка ............................................................................... 45

5 Расчёт стальной одноступенчатой колонны ............................................. 50

5.1 Дополнительные данные для расчёта колонны .................................... 50

5.2 Расчётные длины участков колонны...................................................... 52

5.3 Расчёт надкрановой части колонны....................................................... 52

5.4 Расчёт подкрановой части колонны....................................................... 54

5.4.1 Расчёт ветвей подкрановой части........................................................ 54

5.4.2 Расчёт решётки..................................................................................... 58

5.4.3 Проверка устойчивости колонны в плоскости рамы как единого сквозного стержня.......................................................................................................... 58

5.5 Расчёт узла сопряжения верхней и нижней частей колонны................. 59

5.5.1 Проверка прочности шва 1 (Ш 1)....................................................... 59

5.5.2 Расчёт швов 2 крепления ребра к траверсе........................................ 60

5.5.3 Расчёт швов 3 крепления траверсы к подкрановой ветви.................. 61

5.5.4 Проверка прочности траверсы как балки, загруженной N, M, Д _max.. 62

5.6 Расчёт и конструирование базы колонны.............................................. 63

5.6.1 База подкрановой ветви....................................................................... 63

5.6.2 База наружной ветви............................................................................ 65

5.6.3 Расчёт анкерных болтов....................................................................... 66

Заключение.................................................................................................... 67

Список использованных источников............................................................ 68

Введение

Для металлургической, машиностроительной, легкой и других отраслей промышленности возводят одноэтажные каркасные здания. Конструктивной и технологической особенностью таких зданий является оборудование их транспортными средствами – мостовыми и подвесными кранами. Мостовые краны перемещаются по специальным путям, опертым на колонны; подвесные краны и перемещаются по путям, подвешенным к элементам покрытия.

Покрытия одноэтажного производственного здания может быть балочным (из линейных элементов) или пространственным (в виде оболочек).

К элементам конструкции одноэтажного каркасного здания с балочным покрытием относятся: колонны, заделанные жестко в фундаментах; ригели покрытия, опирающиеся на колонны; плиты покрытия, уложенные по ригелям; подкрановые балки; световые и аэрационные фонари. Основная конструкция каркаса – поперечная рама, образованная колоннами и ригелями.

Исходные данные

1. Режим работы кранов средний

2. Грузоподъемность мостовых кранов 500/125 кН

3. Пролёт здания 18 м

4. Отметка головки рельса 10 м

5. Длина здания 96 м

6. Расчётная снеговая нагрузка 0,8 кПа

7. Нормативная ветровая нагрузка 0,23 кПа

8. Шаг колонн в продольном направлении 6 м

9. Характер покрытия утеплённое

10. Тип ферм из тавров и уголков

Нормативные ссылки

В настоящем курсовом проекте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП 53-100-2010 Стальные конструкции. Нормы проектирования.

СНиП 11-23-81* Стальные конструкции. Актуализированная редакция - М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. Актуализированная редакция.

ГОСТ 7.9-95 СИБИД. Реферат и аннотация. Общие требования

ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин

ГОСТ 21.101.97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации.

Расчёт фермы

Сбор нагрузок

Постоянные нагрузки на 1 м² от массы конструкций покрытия приведены в таблице 1.

Т а б л и ц а 1 – Поверхностная нагрузка на 1 м² покрытия

Состав нагрузки	Нормативная		Расчётная
Защитный слой 15мм из гравия, втопленного в мастику	0,3	1,3	0,39
Водоизоляционный ковер из трёх слоев рубероида	0,1	1,3	0,13
Утеплитель 100мм из плитного пенопласта	0,05	1,2	0,06
Пароизоляция из одного слоя рубероида	0,05	1,2	0,06
Профилированный настил t = 1мм	0,155	1,05	0,16
Стальной каркас комплексной панели	0,13	1,05	0,14
Собственная масса металлических конструкций фермы и связей	0,20	1,05	0,21
	0,985		1,15

Узловая нагрузка от постоянной нагрузки (сосредоточенная сила)

Узловая нагрузка от временной нагрузки (равномерно-распределённая нагрузка)

Суммарная нагрузка на каждый узел фермы

Подбор сечений элементов

Подбор сечения пояса B ₂ (R_y = 315 МПа = 31,5 кН/см²)

По сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем сечение ┬13ШТ1, , , .

Проверка принятого сечения:

Расчётные длины стержня в плоскости (l_x) и из плоскости фермы (l_y)

l_ef = l_x = l_y = 300 см (стержень В₂ является поясом фермы) → гибкость находим по наименьшему радиусу инерции

; φ_min = 0,529; отсюда

Подбор сечения пояса B ₁ (R_y = 315 МПа = 31,5 кН/см²)

Конструктивно по сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем сечение ┬13ШТ1, , , .

Подбор сечения пояса B ₃ (R_y = 315 МПа = 31,5 кН/см²)

Ввиду того, что усилия в стержнях B₂ и B₃ равны между собой, тогда подбор сечения стержня B₃ аналогичен выше описанному подбору.

Подбор сечения пояса Н₁ (R_y = 315 МПа = 31,5 кН/см²)

По сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем сечение ┴13ШТ1, , , .

Проверка принятого сечения:

Расчётные длины стержня в плоскости (l_x) и из плоскости фермы (l_y)

l_ef = l_x = l_y = 580 см (стержень Н₁ является поясом фермы) → гибкость находим по наименьшему радиусу инерции

; отсюда

Подбор сечения пояса Н₂ (R_y = 315 МПа = 31,5 кН/см²)

По сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем сечение ┴13ШТ1, , , .

Проверка принятого сечения:

Расчётные длины стержня в плоскости (l_x) и из плоскости фермы (l_y)

l_ef = l_x = l_y = 300 см (стержень Н₂ является поясом фермы) → гибкость находим по наименьшему радиусу инерции

; отсюда

Подбор сечения раскоса Р₁ (R_y = 240 МПа = 24 кН/см²)

По сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем тавровое сечение из неравнобокого уголка ╦160х90х9, , , .

Проверка принятого сечения:

Расчётные длины стержня в плоскости (l_x) и из плоскости фермы (l_y)

l_ef = l_x = l_y = 421 см (стержень Р₁ является опорным раскосом фермы) → гибкость находим по наименьшему радиусу инерции

; φ_min = 0,4998; отсюда

Подбор сечения раскоса Р₂ (R_y = 240 МПа = 24 кН/см²)

По сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем тавровое сечение из равнобокого уголка ╦90х6, , , .

Проверка принятого сечения:

Расчётные длины стержня в плоскости (l_x) и из плоскости фермы (l_y)

l_x = 0,8l = 435 · 0,8 = 348 cм, l_y = l = 435 см (стержень Р₂ является прочим элементом решётки, поэтому в плоскости фермы его расчётная длина меньше фактической)

;

Подбор сечения раскоса Р₃ (R_y = 240 МПа = 24 кН/см²)

По сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем тавровое сечение из равнобокого уголка ╦90х6, , , .

Проверка принятого сечения:

Расчётные длины стержня в плоскости (l_x) и из плоскости фермы (l_y)

l_x = 0,8l = 435 · 0,8 = 348 cм, l_y = l = 435 см (стержень Р₃ является прочим элементом решётки, поэтому в плоскости фермы его расчётная длина меньше фактической)

; φ_x = 0,3905

; φ_y = 0,493

Подбор сечения раскоса С₁ (R_y = 240 МПа = 24 кН/см²)

По сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем тавровое сечение из равнобокого уголка ╦90х6, , , .

Проверка принятого сечения:

Расчётные длины стержня в плоскости (l_x) и из плоскости фермы (l_y)

l_x = 0,8l = 315 · 0,8 = 252 cм, l_y = l = 315 см (стержень С₁ является прочим элементом решётки, поэтому в плоскости фермы его расчётная длина меньше фактической)

; φ_x = 0,6074

; φ_y = 0,6998

Подбор сечения раскоса С₂ (R_y = 240 МПа = 24 кН/см²)

Конструктивно по сортаменту (ТУ-14-2-24-72) принимаем сечение ╦90х6, , , .

Для удобства все полученные значения своим в таблицу 3

Элемент фермы	Обозначение	Расчетное усилие,	Сечение	Площадь А,	Расчетная длина		Радиусы инерции		Гибкость		Предельная гибкость		,		,
Элемент фермы	Обозначение	Расчетное усилие,	Сечение	Площадь А,							Предельная гибкость		,		,
Верхний пояс	В₁	-	┬13ШТ1	27,3	280	280	3,34	4,27	83,83	65,57	120	0,95	315	0,576	Const
	В₂	-127,08	┬13ШТ1	27,3	300	300	3,34	4,27	89,8	70,26	120	0,95	315	0,529	88
	В₃	-127,08	┬13ШТ1	27,3	300	300	3,34	4,27	89,8	70,26	120	0,95	315	0,529	88
Нижний пояс	Н₁	77,36	┴13ШТ1	27,3	580	580	3,34	4,27	173,65	135,83	250	0,95	315	-	28,3
Нижний пояс	Н₂	143,66	┴13ШТ1	27,3	300	300	3,34	4,27	89,8	70,26	250	0,95	315	-	52,6
Раскосы	Р₁	-116,31	╦160х90х9	45,8	421	421	5,15	3,95	106,6	81,75	120	0,95	240	0,4998	50,8
	Р₂	72,1	╦90х6	21,2	348	435	2,78	4,04	125,18	107,7	400	0,95	240	-	34
	Р₃	-24,09	╦90х6	21,2	348	435	2,78	4,04	125,18	107,7	150	0,8	240	0,3905	29,1
Стойки	С₁	-34,81	╦90х6	21,2	252	315	2,78	4,04	90,65	77,97	150	0,8	240	0,6074	27
Стойки	С₂	-	╦90х6	21,2	252	315	2,78	4,04	90,65	77,97	150	0,8	240	0,6074	Const

Таблица 3 - Подбор сечений элементов фермы из тавров и уголков

Расчёт узлов ферм

Опорный узел

Рисунок 10 Опорные узлы фермы.

В узле действует опорная реакция F = 104,43 кН, воспринимаемая опорным фланцем, который проверяют на смятие:

σ =

Швы прикрепления «Б», «В» (рисунок 10) рассчитывают на максимальные усилия в опорном раскосе. По длинам этих швов определяют размеры фасонки: h_ф = 44 см

Швы «Е» прикрепления фасонок к опорному фланцу проверяем по формуле:

Компоновка рамы

Здание однопролётное, отапливаемое с мостовыми кранами 500/125 кН среднего режима работы. Пролёт цеха L = 18 м. Уровень головки рельса - УГР = 10 м.

Определяем размеры рамы по вертикали: h₁, h ₂ , H , h_b , h _н , h , h _оп , h _ш (см. рис. 11).

h₁ = УГР = 10 м – наименьшая отметка головки кранового рельса, которая задается из условия необходимой высоты подъема крюка над уровнем пола.

h ₂– расстояние от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия

, где

– вертикальный габарит крана (по ГОСТ – табл. 2.5 [4]);

– зазор, установленный по требованиям техники безопасности;

– размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия

. Принимаем h ₂ = 3600 мм (кратно 200 мм)

Внутренний габарит цеха

Принимаем (кратно 1,8 м, т.к. H ≥ 10,8 м).

Высота верхней части стойки

, где

– из расчёта подкрановой балки;

– высота кранового рельса КР-80 (по ГОСТ – табл. 2.5 [4]).

Высота нижней части стойки

Высота стойки рамы

Высота фермы на опоре

- для типовых ферм с i = 1,5%

Высота покрытия от низа ригеля до конька кровли

Определяем размер элементов рамы по горизонтали , , .

Привязка наружной грани колонны к разбивочной оси , т.к. .

Ширина верхней части колонны

Необходимо, чтобы ; имеем .

Ширина нижней части колонны

, где

; принимаем λ = 750 мм, т.к. Q = 500 кН ≤ 500 кН.

Условие необходимой жесткости колонны

;

Габарит безопасности движения крана

- условие свободного прохода крана обеспечивается.

Рисунок 11 Конструктивная схема рамы

Постоянные нагрузки

Покрытие принято утепленное из стальных панелей 3х6 м.

Т а б л и ц а 5 – Постоянная распределённая поверхностная нагрузка от покрытия

Состав нагрузки	Нормативная		Расчётная
Защитный слой 15мм из гравия, втопленного в мастику	0,3	1,3	0,39
Водоизоляционный ковер из трёх слоев рубероида	0,1	1,3	0,13
Утеплитель 100мм из плитного пенопласта	0,05	1,2	0,06
Пароизоляция из одного слоя рубероида	0,05	1,2	0,06
Профилированный настил t = 1мм	0,155	1,05	0,16
Стальной каркас комплексной панели	0,13	1,05	0,14
Собственная масса металлических конструкций фермы и связей	0,20	1,05	0,21
	0,985		1,15

Постоянная линейная нагрузка на ригель

где – угол ската кровли. Для покрытий промзданий принимается сosα = 1 из-за малости угла ската.

Расчётное усилие на колонну от покрытия:

Расчётный сосредоточенный момент в уровне уступа:

где – расстояние между осями надкрановой и подкрановой части колонны (рис. 12),

Рисунок 12 Колонна и подкрановая балка

Нагрузки от стенового ограждения при расчете рамы не учитывается, т.к. стены приняты из ребристых панелей толщиной 300 мм. Нагрузка от них передается на фундаментные балки.

Снеговая нагрузка

По заданию вес снегового покрова

Расчётная поверхностная снеговая нагрузка на покрытие

Расчётная линейная снеговая нагрузка на ригель рамы

Расчётное усилие на колонну от снеговой нагрузки

Расчётный сосредоточенный момент в уровне уступа

Ветровая нагрузка

По заданию . Тип местности А.

Расчётные погонные нагрузки на стойку рамы от активного давления и отсоса равны:

, , , .

Коэффициент k зависит от высоты и типа местности

k = 1 на отметке до +10.000 м; k = 1,25 на отметке +20.000 м; k = 1,55 на отметке +40.000 м. Промежуточные значения определяем линейной интерполяцией. В уровне низа ригеля на отметке +16.200 м k = 1,155; верха покрытия на отметке +19,985 м k = 1,25.

Расчётные погонные нагрузки от ветра на стойку рамы:

на высоте до +10.000 м

;

на высоте +20.000 м

;

в уровне низа ригеля +16.200 м

;

в уровне верха покрытия на высоте +20,117 м

;

Момент в заделке стойки от ветрового напора

Эквивалентная равномерно распределённая ветровая нагрузка

;

Ветровая нагрузка, действующая на шатер: .

Т а б л и ц а 6 - Расчётные нагрузки на раму

Элемент рамы	Вид нагрузки	Обозначение нагрузки	Величина нагрузки
Ригель	Постоянная линейная от покрытия	q	6,9 кН/м
Ригель	Снеговая	p	4,7 кН/м
Стойка	Опорное давление ригеля
	от постоянной нагрузки	A_q	62,1 кН
	от снеговой нагрузки	A_p	42,3 кН
	Вертикальное давление колес мостовых кранов
	максимальное	Д _max	840,1 кН
	минимальное	Д _min	214,03 кН
	Сила поперечного торможения	T	29,77 кН
	момент от Д _max		420,05 кНм
	момент от Д _min		107,015 кНм
	Ветровая нагрузка
	активное давление	q _э	1,63 кН/м
	отсос		1,22 кН/м
	сосредоточенная сила	W₀	12,28 кН

Расчётная схема рамы

Определяем соотношения моментов инерции , , при , , .

Для однопролётных рам должно быть в пределах от до :

0,083 < 0,107 < 0,2 → требование выполняется

Для однопролётных рам должно быть в пределах от 2 до 5:

2 < 2,31 < 5 → требование выполняется

Принимаем: , , .

; .

Вычисляем погонные жёсткости

; ; .

При расчёте на нагрузки, приложенные к стойкам допускается принимать , если выполняется условие

Расчётная схема показана на рисунке 14

Рисунок 14 Расчётная схема рамы

Статический расчёт рамы

Снеговая нагрузка

Эпюры M и Q от снеговой нагрузки получаем умножением ординат эпюр от постоянной нагрузки на соотношение .

Рисунок 17 - Эпюры M и Q от снеговой нагрузки

Ветровая нагрузка

Ветер слева.

Определяем значения моментов и реакций в дополнительной связи условно закрепленной рамы.

;

Реакция дополнительной связи

Считаем, что все рамы загружены одинаково и имеют равные смещения D. Из уравнения определяем перемещение рамы.

Моменты M_p:

Для левой стойки:

;

Для правой стойки:

;

Определяем значения моментов и поперечных сил Q от ветровой нагрузки. Строим эпюры M и Q (рисунок 27).

Для левой стойки:

;

Для правой стойки:

;

Продольными силами от воздействия ветра пренебрегаем.

Поперечная сила в сечении 1-1 может быть определена как сумма опорных реакций

, где

– реакция в заделке левой стойки условно закрепленной рамы от активного давления ветра;

– реакция от смещения рамы на D=1, равная .

; ;

;

Правильность определения поперечных сил в заделках стоек можно проверить тождеством:

Оценим погрешность вычислений .

Поперечные силы в сечении 3-3

;

Рисунок 22 Схема загружения и эпюры M и Q от ветровой нагрузки

Далее составляем сводную таблицу усилий в левой стойке и таблицу расчетных усилий.

Т а б л и ц а 7 - Усилия в левой стойке рамы

№	Нагрузка	ψ	Сечение 1-1			Сечение 2-2		Сечение 3-3
№	Нагрузка	ψ	M _А	N	Q	M _сн	N	M _св	N
1	постоянная	1,0	-2,27	+62,1	+1,05	+10,35	+62,1	-5,18	+62,1
2	снеговая	1,0 0,9	-1,49 -1,34	+42,3 +38,07	+0,712 +0,641	+7,065 +6,359	+42,3 +38,07	-3,51 -3,16	+42,3 +38,07
3	крановое вертикал. давление (тележка слева)	1,0 0,9	-20,9 -18,81	+840,1 +756,09	-23,54 -21,19	-304,01 -273,61	+840,1 +756,09	+116,04 +104,44	- -
3*	крановое вертикал. давление (тележка справа)	1,0 0,9	+95,74 +86,17	+214,03 +192,63	-11,97 -10,77	-47,98 -43,18	+214,03 +192,63	+59,03 +53,13	- -
4	поперечное торможен. (сила при-ложена к лев стойке)	1,0 0,9	±168,61 ±151,75	- -	±18,6 ±16.74	±55 ±49,5	- -	±55 ±49,5	- -
4*	поперечное торможен. (сила при-ложена к пр. стойке)	1,0 0,9	±55,03 ±49,53	- -	±3,25 ±2,93	±16,04 ±14,44	- -	±16,04 ±14,44	- -
5	ветровая нагрузка слева	1,0 0,9	-320,44 -288,4	- -	+32,55 +29,3	-45,06 -40,55	- -	-45,06 -40,55	- -
5*	ветровая нагрузка справа	1,0 0,9	+297,81 +268,03	- -	-27,9 -25,11	+50,63 +45,57	- -	+50,63 +45,57	- -

Таблица 8 - Расчётные усилия для левой стойки

Сочетания	Усилия	Нижняя часть стойки					Верхняя часть
		Сечение 1-1			Сечение 2-2		Сечение 3-3
		M _А	N	Q	M _сн	N	M _св	N
Основные сочетания ψ = 1,0		295,54	62,1	-26,85	60,98	62,1	165,86	62,1
		1,5^*			1,5^*		1,3,4⁺
		-322,71	62,1	33,6	-348,66	902,2	-50,24	62,1
		1,5			1,3,4^-		1,5
		145,44	902,2	-3,09	-	-	-	-
		1,3,4⁺			-		-
		-191,78	902,2	-41,09	-348,66	902,2	-8,69	104,4
		1,3,4^-			1,3,4^-		1,2
Основные сочетания ψ = 0,9		503,68	224,73	-18,09	62,279	100,17	194,33	62,1
		1,3^,4⁺,5^			1,2,5^*		1,3,4⁺,5^*
		-462,57	856,26	-6,939	-353,31	818,19	-53,4	100,17
		1,2,3,4^-,5			1,3,4^-,5		1,2,5
		397,36	856,26	-27,869	-	-	-191,17	100.17
		1,2,3,4⁺,5^*			-		1,2,3,4⁺,5^*
		-462,57	856,26	-6,939	-346,951	856,26	-53,4	100,17
		1,2,3,4^-,5			1,2,3,4^-,5		1,2,5
		-322,71	62,1	33,6	-	-	-	-
		1,5			-		-

Расчет решётки

Определим поперечную силу

(из расчёта рамы, загружения 1,2,3,4⁺,5^*).

Принимаем . Определяем , где α – угол наклона раскоса к ветви (рисунок 29)

. .

Принимаем └ 63х4, А_уг = 4,96 см², i_min = 1,25 см².

База подкрановой ветви

Проектируем базу раздельного типа (рисунок 27). Бетон фундамента класса В12,5, R_b = 7,5 МПа. Для расчёта базы принимаем комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 1-1), создающие наибольшее давление на базу каждой ветви.

Рисунок 27 К расчёту базы колонны

Для подкрановой ветви:

Для наружной ветви:

(снег наружную ветвь не нагружает).

Усилия в ветвях:

, .

Требуемая площадь плиты .

По конструктивным соображениям свес плиты тогда , принимаем .

принимаем

Напряжение в бетоне под плитой .

Центр тяжести плиты совмещается с центром тяжести ветви. Траверсы базы крепятся сварными швами и полками ветви, они делят плиту на три участка 1,2,3. Первый и второй – консольные с вылетами соответственно,

третий оперт по контуру, его размеры:

(данные для расчета длин участков взяты из характеристик двутавра 40Б2), толщина траверсы принята 12 мм.

Изгибающие моменты на отдельных участках:

здесь , так как .

Требуемая толщина плиты . Принимаем t_пл = 25 мм.

Высоту траверсы определяем из условия размещения четырех швов креплений траверс ветви. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d = 1,4…2 см, k_f = 0,8 см.

Требуемая длина шва:

Принимаем .

Проверка прочности траверсы ни изгиб и срез не требуется, т.к. вылет траверсы 5,7 см по отношению к высоте 35 см очень мал.

База наружной ветви

Требуемая площадь опорной плиты

Принимаем .

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно .

При толщине траверсы 12 мм

Размеры участков 3 и 4:

длина участков одинаковая: , ширина участка 3: а₃ = 12 см, участка 4: .

Участки 1 и 2 консольные, с вылетами , участки 3 и 4 оперты по контуру с отношением сторон .

Напряжение в бетоне под плитой .

Изгибающие моменты на отдельных участках:

По наибольшему изгибающему моменту в плите базы подкрановой ветви назначаем

С учетом расчёта подкрановой ветви принимаем t_пл = 25 мм. Траверсы принимаем с размерами: t_тр=12 мм, .

Расчёт анкерных болтов

Расчётное сочетание в сечении 1-1 N_minM_c_оот:

Наибольшее усилие растяжения

Требуемая площадь болтов нетто .

Принимаем четыре анкерных болта из стали Вст3кп2 d = 30 мм с .

Заключение

В процессе выполнения проекта были рассчитаны такие конструкции одноэтажного промышленного здания, как ферма покрытия, стальная одноступенчатая колонна. Также выполнен расчет поперечной рамы.

Ферма из тавров и уголков пролетом 18 м. Высота 3,15 м. Выполнена из стали марок С345 и С245. Подобраны сечения элементов отправочной марки, выполнены расчеты узлов.

Колонна выполнена одноступенчатой, двухветвевой. Сечение надкрановой части – прокатный двутавр высотой 492 мм. Подкрановая часть – сварной швеллер и прокатный двутавр. Имеет раздельную базу и крепится к ней с помощью 4-х анкерных болтов.

Данные для расчёта колонны получены при расчете поперечной рамы одноэтажного промышленного здания.

На иллюстрированной части приведены чертежи всех конструкций.