Найдем геометрические характеристики траверсы.

Положение центра тяжести сечения траверсы;

y_н=(2х12х1,2х24,4+0,8х38,8х20,6+1,2х27,7х0,6)/( 2х12х1,2+0,8х38,8 + 1,2х27,7)=

=1362,084/93,08=14,63 см.

I_x=0,8 х 38,8³/12 + 38,8 х 0,8 х 5,97² + 1,2 х 27,7 x 14,03² +2 х 12 х 1,2 х 9,77²=99547,6см⁴.

W _min =I_x/ y_в=99547,6/25,37=3923,83 cм³

y_в= h_тр – у_н=40-14,63=25,37 см.

Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает при второй комбинации усилий:

M_тр= F_тр1 (h_н – h_в) = [- М/ h_н + h_в / (2 h_н)] х (h_н – h_в) =

= [5575 /100+145,32х50/(2 х 100)] х (100 - 50) = 4604 кН.cm

 

б _тр = M_тр /W _min = 4604/3923,83 = 1,17 кН / см <Ry=23 кН/cm²

Максимальная поперечная сила в траверсе (с учетом усилия от кранов) возникает при комбинации усилий 1,2,3*,4(-),5:

Q_mах  =N х h_в / (2 h_н) - M / h_н + k x D_mах x 0.9 / 2 = 141,28x50/(2x100)-

(-567,7)/100+1,2x590x0.9/2= =359,6 kH

Здесь коэффициент k = 1,2 учитывает неравномерную передачу усилия D_mах

 

τ _тр = Q_mах /(t _wтр h _wтр )=359,6/(0,8 х 38,8) = 11,58 кН/см² < Rs = 23 кН/см².

Расчет и конструирование базы колонны

 

Ширина нижней части донны больше одного метра, поэтому базу проектируем раздельного типа.

Исходные данные:

опорную плиту базы колон принимаем из стали С345, у и второй при толщине проката

20 < t< 40 мм расчетное сопротивление R_у = 300 МПа = 30 кН/см²;

Материал фундамента - бетон В12.5; расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4);

а) для расчета базы подкрановой ветви принимаем комбинацию уси­лий N_mах, - М_соотв.

Здесь сне­говая нагрузка не учитывается, так как она разгружает подкра­новую ветвь

N_mах1 =672,28-36,28=636 кН;

- М₁ = - 640,21 + 17,829 = -622,381кН м;

б) для расчета базы наружной ветви принимаем комбинацию усилий   

N_mах,+М_соотв

N_mах2 = 672,28 кН; + М₂ = 903,122 кН м.

Определим усилия в ветвях колонны

N_в1 = |N₁| y₂/h₀ + |M₁| / h₀ =636*28,66/96,6+62238,1/96,6=188,7+644,3=833 кН;

 

N_в2 = |N₂| y₁/h₀ + |M₂| / h₀ =672,28*67,94/96,6+90312,2/96,6=472,8+934,9=1407,7 кН;

 

База наружной ветви

 

Рассчитывается как база центрально сжатой колонны.

Определим размеры опорной плиты. Требуемая площадь плиты

А_пл^тр = N_в2 / R_ф = 1407,7 / 0,9 = 1564,1 см², 

 

где R_ф =γ R_б = 1,2 х 0,75 = 0,9 кН/см², для бетона класса В 12,5 R_б = 0,75 кН/см².

По конструктивным соображениям свес плиты С₂ должен быть не менее 4 см. Тогда ширина плиты

 В > b_K + 2 x C₂ = 32,4+2*4=40,4 см,   

где b_к = h_w^' + 2 х t_f  = 28+2*2,2=32,4 см      Принимаем В = 50 см.

    Требуемая длина плиты

    L_треб = А_пл^тр / В = 1564,1 / 50 = 31,28 см, Принимаем L = 40 см.

 

    А_пл = 50 х 40 = 2000 см² > А_пл^тр = 1564,1 см².

 

  Среднее напряжение в бетоне под плитой базы

     σ_ф = N_Β2 / А_пл = 1407,7 / 2000 = 0,7 кН/см²

 

  По условиям симметричного расположения траверс относительно центра   

тяжести ветви, находим расстояние между траверсами в свету

 1 = 2(b_f + t_w – z₀) = 2х(10 + 1,6 – 3,4) =16,4см.                                                                                   

 

При толщине траверсы t_тр=1,2 см.

С₁ = (L - 1 – 2t_тр) / 2 = (40 – 16,4 - 2 х 1,2) / 2 = 10,6 см

Для определения толщины плиты подсчитаем изгибающие моменты на отдельных ее участках

      

в защемлении консольного свеса плиты на участке 1

                            М₁ = б_ф х С ₁²/2 = 0,7*10,6²/2=39,326 кН см;

 

в защемлении консольного свеса плиты на участке 2

                    М₂ = б_ф х С₂²/2  = 0,7*8,8²/2 = 27,1 кН см.

 

                    где С₂ = ( В - б_к) / 2 = (50 – 32,4) / 2 = 8,8 см.

участок 3 – плита опертая на четыре канта при, b/а = h_w ^'/ б_f  = 28/10 = 2,8

                              

                            М₃ = α б_ф а²  = 0,125*0,7*10²=8,75 кН см.

 

Коэффициент α для расчета на изгиб плит, опертых на четыре канта

b/a	1	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2	>2
α	0.048	0.055	0.063	0.069	0.075	0.081	0.086	0.091	0.094	0.098	0.1	0.125

участок 4 - плита, опертая на четыре канта, при

b/a= h _w’/(l-b_f - t_wтр)= 28/(16,4-10-1,6) =5,83 >2

α = 0.125

М₃ = α б_ф а²  =0,125 х 0,7² х4,8² = 2,016 кН см.

Для расчета принимаем максимальное значение изгибающего момента

М_mах = М₃ =39,326 кН см;

 

Требуемая толщина плиты

 

t_пл^тр = √6 М_mах / R_y=√6х39,326/30=2,8 см

Принимаем t_пл = 30 мм.

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. Будем считать, что все усилие в ветви передается на траверсу через четыре угловых шва. Применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08А α=1,4...2 мм, k_f = 8 мм.

Из условия сопротивления срезу

l_w= N_Β2 /(4 k_f х β_f x R_wf x γ_wf x γ_c)=1407,7/(4 х0,8 х 0,9 х18) = 27,15 см

l_w=27,15<85 х β_f х k_f =85 х 0,9 х 0,8 = 61 см

 

Требуемая высота траверсы

 

h_тр^трeб = l_w+ 1 см=27,15 + 1= 28,15 см,

принимаем h_тр = 30 см.

База подкрановой ветви рассчитывается на усилия, воз­никавшие в нижнем сечении этой ветви, в описанном выше порядке.

 

Анкерные болты

Рассмотрим анкерные болты, закрепляющие подкрановую ветвь.

Для расчета учитываем комбинации усилий двух типов в сечений 4-4

1)+ M_max= 874,3 кНм; N_соотв= - 315,42кН;

 2) N_min= -105кН; +М_соотв== 849,75 кН м.

Из условия равновесия по моментам определим усилие растяжения болтов

Z= (М - |N| а) /у;

Z₁= (874,3-315,42*0,286/0,966)=811,7 кН;

 Z₂= (849,75-105*0,286/0,966) = 848,6 кН

Z_мах = Z₁= 848,6 кН;

Для болтов принимаем сталь Вст3кп2. Расчетное сопротивление растяжению анкерных болтов из этой стали R_ва = 185 МПа =18,5 кН /см²

Требуемая площадь сечения анкерных болтов.

∑ A_bn = Z_мах/ R_ва =848,6/18,5=45,87cм²

Принимаем 2 болта диаметром по 64 мм

A_bn = 2х26,9=53,8 см ²

 

Таблица 4.3

D, mm	30	36	42	48	56	64	72	80	90	100
Abn см 2	5.6	8.2	11.2	14.7	20.5	26.9	34.7	43.5	56.0	72.0

 

Расчет и конструирование стропильной фермы

 

Расчет стропильной фермы производится в следующей после­довательности:

сбор нагрузок;

определение усилий в ее элемен­тах;

подбор сечения стержней;

расчет узлов.

 

Сбор нагрузок на ферму

Постоянная нагрузка

 

Расчетная нагрузка от веса кровли и конструкций покрытия, равномерно распределенная по горизонтальной проекции покры­тия без учета веса фонаря:

Вес фонаря учитывается в местах фактического опирания фонаря на ферму, исходя из сле­дующих расчетных значений:

а) вес каркаса фонаря на единицу площади горизонтальной проекции фонаря

б) вес бортовой стенки и остекления на единицу длины стенки фонаря

Узловые силы:

F_o, F₈ прикладываются к колоннам, поэтому в расчете фермы они не учитываются.

    Опорные реакции:

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ НАКЛОНА РАСКОСОВ

α = 40°42´     Sinα = sin 40°42´ = 0,6521 = cos 49°18´

                                                                 Sin 49°18´ = 0,7581 = cos 40°42´    

 

 β = 35°36´    Sinβ = sin 35°36´ = 0,5821 = cos54°24´

                                                                 Sin 54°24´ = 0,8131 = cos 35°36´

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ ФЕРМЫ ОТ ПОСТОЯННОЙ НАГРУЗКИ

«+» - растяжения (от узла)

«-» - сжатие (к узлу).

Расчет начинаем с узла, в котором количество стержней с неизвестными усилиями не более двух.

Узел «Б»

 

                                                                              Усилия неизвестны в двух БВ и БД

                                                                              Проекция сил на ось «у»

 

        Проекция сил на ось «х»

                                                         

 

 

Узел «В»

                                                          

                                                                            Усилия неизвестны в двух ВД и ВГ

                                                                        Проекция сил на ось «у»

                                                     

 

 

Проекция сил на ось «х»

                                                         

                                 

 

Узел «Г»

 

Усилия неизвестны в двух ГД и ГЖ

                                                    

                                                                     

 

                                             

 

Узел «Д»

                                                                            Усилия неизвестны в двух ДЖ иДИ

                                                                           Проекция сил на ось «у»

                                                                       

                                                     

                                                                          Проекция сил на ось «х»

                                                         

                                                                      

Узел «Ж»

Усилия неизвестны в двух ЖИ и ЖЗ

                                                                        Проекция сил на ось «у»

                                                                     

 

                                                                         Проекция сил на ось «х»

                                                         

                                                                                      

 

Узел «З»

    Усилия неизвестны в двух ЗИ и ЗЖ

                                                    

                        

 

Расчетная снеговая нагрузка:

где g_f – коэффициент надежности по нагрузке.

При

 

       Узловые силы: 1-й вариант

Опорные реакции:

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ ФЕРМЫ ОТ СНЕГОВОЙ НАГРУЗКИ

 

«+» - растяжения (от узла)

«-» - сжатие (к узлу).

 

Р₁ = 14,364 кН; Р₂ = 11,97 кН; Р₃ = 9,576 кН; R = 40,7 кН

 

Расчет начинаем с узла, в котором количество стержней с неизвестными усилиями не более двух.

 

Узел «Б»

 

                                                                        Усилия неизвестны в двух БВ и БД

                                                                        Проекция сил на ось «у»

                                     

 

   Проекция сил на ось «х»

                                                         

                                                                          

 

Узел «В»

                                                          

                                                                            Усилия неизвестны в двух ВД и ВГ

                                                                        Проекция сил на ось «у»

                                                 

 

 

Проекция сил на ось «х»

                                                         

                                

 

Узел «Г»

 

                                                                        Усилия неизвестны в двух ГД и ГЖ

                                                    

                                                                     

 

                            

Узел «Д»

                                                                            Усилия неизвестны в двух ДЖ иДИ

                                                                           Проекция сил на ось «у»

                                                                       

                                                     

                                                                          Проекция сил на ось «х»

                                                         

                                                                      

 

Узел «Ж»

 Усилия неизвестны в двух ЖИ и ЖЗ

                                                                         Проекция сил на ось «у»

                                                                       

 

                                                                         Проекция сил на ось «х»

                                                         

                                                                                      

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: