Расчет решетки подкрановой части колонны

 

Поперечная сила в сечении 4-4 колонны Q_mах= 126.01 кН (нагрузки 1,2,3.4(-Q),5*)                                                          

Условная поперечная сила

Q_fic= 7,15 x10^-6(2330- E/R_y) N/j

Где А = А_в1+А_в2

 В соответствии с таблицей 8,2 R_y=230 МПа

Q_fic= 0.24 A = 0.24 x(41.5+98.4)=33.6 кН < Q_mах= 126.01 кН

Расчет решетки производим на действие силы Q_mах

Усилие сжатия в раскосе N_р

N_р= Q_mах/ (2sinα)=126.01/2*0.67=94.04kH

Sinα= h_H/l_p= h_H/Ö h_H²+ (l_в1/2)²= 100/Ö100²+109²=100/148=0,67

Принимаем гибкость раскоса равной l_р= 100, тогда j =0,56

Для раскоса из одиночного уголка требуемая площадь

А_р.тр= N_р/j R_yγ_с= 94.04х10/(0,56х230х0,75)=9.73см²

   Для сжатого уголка, прикрепляемого одной полкой γ_с= 0,75.

По сортаменту [1, приложение 14, таблица 3] принимаем уголок 90х7

   А_р= 12,3 см²; i_min =i_y=1,78 cм

l_max= lp/i_max= 148/1,78 = 83.14; тогда j =0,675

Напряжение в раскосе

б=N_p/ jА=94.04x10/0,675x12.3=113.3 МПа< R_yγ_с=230x0,75=172.5 MПа

Геометрические характеристики всего сечения:

А = А_в1+А_в2=41.5+98.4=140 см ²

I_x= А_в1 y₁ ²+А_в2 y₂ ²=41.5*67.94²+98.4*28.66²= 272382.82 cм ⁴

 i_x=ÖI_x/ А=Ö272382.22/140=44,1см.

l_x= l_efх^н/i_х=2280/44,1=51.7

Приведенная гибкость

l_ef=Öl_x² + α₁ А/А_р1

где α₁ коэффициент, зависящий от угла наклона раскосов,

при α = 45...60⁰ можно принять α₁ – 27

А_р1 - площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны

А_р1=2 А_р=2 х 12.3 = 24,6 см²

l_ef=Ö51.7²+27х140/24,6=53.16

Приведенная условная гибкость

`l_ef=l_ef Ö R_y/ E=53.16Ö230/206000=1,77

Проверка на комбинации усилий в сечении 4-4, догружающих наружную ветвь:

М₂= 903.122 кН м , N₂=-672.28 кН у ₂ =28,66 см, Z₀= 3.4 см

m=М₂A/| N₂| I_x (у ₂+ z₀)= 90312.2x140/672.28*272382.82(28.66+3.4)=2,21 см

По таблице 11 приложения определим j_е= 0,28

б=N₂/ j_е А= 6722.8/0,28х140= 171.5<R_y=230 МПа

Проверка на комбинацию усилий в сечении 3-3, догружавших подкрановую ветвь: М₁=-249.89 кН м ; N₁=695 кН 

m = М₁A/ N₁I_x x у₂= [24989x140/(695x272382.82)]x 67.94=1,25

j_e =0,394

б=N₁/ j_е А= 695х10/(0,394х140)= 126<R_y=230 МПа

Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.

Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней части колонны

Расчетные комбинации уси­лий в сечении 2-2 над усту­пом:

1)+ M_max= 81.369 кНм; N_соотв=105 кН;

2) -M_max= -55.75кНм; N_соотв=145.32 кН;

 

Давление кранов D_mах = 590 кН.

Прочность стыкового шва (w₁) проверяем по нормальным напряжением в крайних точках сечения надкрановой части колонны. Площадь шва равна площади сечения колонны.

Первая комбинация усилии M и N:

здесь R_wy=R_y

внутренняя полка

Вторая комбинация усилий M и N:

наружная полка

внутренняя полка

толщину стенки траверсы определяем из условия смятия

d=D_max/(l_ef*t_wtp) R_{p c}

_где  l_ef=b_o.p+2t_пл – длина сминаемой поверхности;

t_пл – толщина плиты, которую принимаем t_пл =2см,

b_o.p – ширина одного ребра подкрановой балки, b_op=40см

t_wtp – толщина стенки траверсы;

R_p – расчётное сопротивление стали смятию торцевой поверхности

 

R_p=R_un/ _m=360/1,025=350Мпа

L_ef=b_op+2*t_пл=40+2*2=44см

T_wtr D_max/(l_ef*R_p* _c)=590/(44*35)=0,383см

Принимаем t_wtr=0,8см

Усилия во внутренней полке верхней части колонны (вторая комбинация)

длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверса (W2) при приварке четырьмя швами

применяем полуавтоматическую сварку проволкой марки Cв-08А, d=1,4….2мм.

Из таблицы 12 приложения находим B_f=0,9 B_z=1.05

назначаем kf=6мм,

R_wz=0.45*R_un=0.45*360=162Мпа=16,2кН/см²

По таблице 13 приложения

R_wf=180Мпа=18кН/см²

B_fR_{wf wf}=0.9*18=16.2 кН/см²< B_zR_{wz wz}=1.05*16.2=17 кН/см²

l_w2<85B_fk_f=85*0.9*0.6=46см

 

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.

Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (w3) составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую реакцию траверсы. Такой комбинацией будет являться сочетание 1,2,3*,4(-), 5,

N = 141,28кН, М =-40,25-13,95+25,54-28,11+51,093=-5,677кНм

F=N·h_в/2 h_H-М/ h_H+0,9 D_mах=141,28 х 50/(2 х 100) – 567,7/100 + 0,9 х 590 = 35,32-5,677+531=560,6 кН,

здесь коэффициент "0,9" учитывает, что усилия N и М приняты для второго основного сочетания нагрузок.

Требуемая длина шва

l_w3^треб= F/(4х β_f х k_f х R_wf х γ _wf =)=560,6/(4 х 0,6 х 16,2) = 14,4cм

<85 x β_f х k_f =85 х 0,9 х 0,6 = 46 см,

Из условия прочности срезу стенки подкрановой ветви, в месте крепления траверсы, определяем высоту траверсы

h_тр≥F/2t_wвx R_s x γ _c =560,6/2x0,58x13x1=37,17 cм

где t_wв ^- толщина стенки подкрановой ветви (30Б1);

R_s - расчетное сопротивление стали срезу;

R_s=0,58х R_yn x γ _m = 0,58 х 235/1,025 = 130 МПа = 13 кН/см²

Принимаем h_тр = 40 см

Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями М, N и D_mах . Ширина нижнего пояса траверсы b_тр = h _w’-3мм=280-3=277 мм.

Ширина верхнего горизонтального ребра траверсы

 b_р=( h _w’- t_wтр) /2 - (20... 30 мм) = (280-8) / 2 - 20 = 116 мм.

 Конструктивно принимаем нижний пояс траверсы из листа размерами277 х 12 мм, верхние горизонтальные ребра из двух листов 120 х 12 мм.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: