Расчёт надкрановой части колонны

Расчётные усилия

Высота сечения

Требуемая площадь

 

 

где - расчётная продольная сила

- расчётное сопротивление стали

 – высота сечения определенная при компоновке рамы

 

 

Приближённо определяем

 

 

 

Для сварных сечений рациональны стенки с , поэтому принимаем . В этом случае  и расчётную площадь включаем

Принимаем полки 36 х 14 с .

Проверяем местную устойчивость

местная устойчивость стенки обеспечена.

Геометрические характеристики сечения:

- расчётная площадь

- моменты инерции

- момент сопротивления

- радиусы инерции

Проверяем устойчивость в плоскости рамы.

Определяем:

 по таблице находим

При  по таблице находим

Проверяем устойчивость

Проверяем устойчивость из плоскости рамы. Предварительно проверяем местную устойчивость стенки. Определяем краевые напряжения в стенке:

- растягивающие

 

Местная устойчивость стенки обеспечена если

где

Устойчивость стенки обеспечена поэтому при проверке устойчивости учитываем

Определяем

 где

При  определяем

 

 

где

Гибкость стенки  необходимо устанавливать рёбра жёсткости.

Рёбра принимаем двухсторонние

, принимаем

Назначаем

Рёбра жёсткости расстанавливаем через . Сварные швы, соединяющие стенку и полки, принимаем сплошные .

 

Расчёт подкрановой части колонны

 

Расчёт ветвей подкрановой части

Расчётные усилия

Предварительно определяем:

Усилия в ветвях:

Требуемая площадь ветвей

Подкрановую ветвь принимаем из I 45 Б1

Наружную ветвь компонуем из 3‑ х листов как составной швеллер, толщину его стенки и полок назначаем по требованию жёсткости.

Местная устойчивость стенки обеспечена, если:

Отсюда

Принимается

- стенка из листа 450х10 с

– полки 120х10 с

Площадь наружной ветви равна:

Местная устойчивость полок обеспечена если:

Геометрические характеристике наружной ветви:

Уточняем усилия в ветвях

Гибкости и коэффициенты продольного изгиба

Проверяем устойчивость ветвей из плоскости рамы (относительно оси у)

- подкрановая

- наружная

Требуемая по условию равноустойчивости длина ветви:

- подкрановая

- наружная

Принимаем

 

Расчёт решётки

Определим поперечную силу

Принимаем

Определяем

Принимаем ∟ 63х6

Проверка устойчивости колонны в плоскости рамы как единого, сквозного стержня.

Геометрические характеристики

Проверка устойчивости при

при

Расчёт узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

Расчётные усилия в сечении над уступом

1.

2.

Проверка прочности шва1

 

Рис. Конструктивное решение узла

 

Комбинация усилий №1

- слева

- справа

 

Определение размеров траверсы

Назначаем высоту траверсы , толщину подкрановой площадки .

Из формулы

 

где

принимаем

 

Расчёт швов 2 крепления ребра к траверсе

Усилия в швах

-1 комбинация

-2 комбинация

где

Сварка принимается полуавтоматическая, проволокой СВ08А . Расчёт выполнен по металлу шва

Расчёт швов 3 крепления траверсы к подкрановой ветви

Наибольшую нагрузку на швы 3 даёт комбинация усилий от нагрузок (сечение 3–3, над уступом)

Нагрузка на швы

где 0, 9 – коэффициент сочетания

Требуемая длина шва, если

 

Из условия прочности стенки подкрановой ветви на срез в зоне швов 3

Рис. Сечение траверсы

 

- для I 45Б1

Принимаем

 

Проверка прочности траверсы как балки загруженной .

Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно 560х12, верхний пояс из двух горизонтальных рёбер 270х12.

Геометрические характеристики траверсы

Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает при

При загружении  во внутренней полке.

 

 

Максимальная поперечная сила в траверсе с учётом  возникает при загружении 1, 2, 3, 4, 5.

1, 2 – коэффициент учитывающий неравномерную передачу усилия  на два сечения.

 

 

Расчёт и конструирование базы колонны

Проектируем базу раздельного типа. Бетон фундамента класса В12, 5 . Для расчёта базы принимаются комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 1–1), создающие наибольшее давление на базу каждой ветви:

- для подкрановой

- для наружной

Усилия в ветвях

База подкрановой ветви

Требуемая площадь плиты:

По конструктивным соображениям , тогда

Принимаем

Принимаем конструктивно

Напряжения в бетоне под плитой

 

 

Центр тяжести плиты совмещается с центром тяжести ветви. Траверсы базы крепят сварными швами к полкам ветви, они делят плиту на 3 участка. 1‑ й и 2‑ й консольные с вылетами соответственно:

3‑ й опёрт по контуру. Его размеры

Изгибающие моменты на отдельных участках

Требуемая толщина плиты:

 

 

Высоту траверсы определяем из условия размещения четырёх швов крепления траверс к ветви. Сварка полуавтоматическая проволокой СВ08А .

Требуемая длина шва:

 

 

Принимаем

Проверка прочности траверсы на изгиб и срез не требуется, т.к. вылет траверсы 5 см по отношению к высоте 50 см очень мал.

 

База наружной ветви

Требуемая площадь опорной плиты:

Принимаем

Принимаем конструктивно

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви на расстоянии между траверсами в свету

При толщине траверсе 12 мм:

Размеры участков 3 и 4: длины участков одинаковые

ширина участка 3 - , участка 4

Участки 1 и 2 консольные, с вылетом . Участки 3 и 4 опёрты по контуру с соотношением сторон

Напряжения в бетоне под плитой

Изгибающие моменты на отдельных участках

По наибольшему моменту в плите базы подкрановой ветви (участок 1) назначаем , траверсы принимаем .

Расчёт анкерных болтов

Расчётное сочетание в сечении 1 – 1

Наибольшее усилие растяжения

 

 

Требуемая площадь болтов нетто

 

 

Принимаем 4 анкерных болта типа IV  с

Список литературы

1. Методические указания по расчету поперечной рамы стального каркаса одноэтажного промздания для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения. – КПИ 2005, 53 с.

2. Методические указания по расчету сварной подкрановой балки для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения. – КПИ 2006, 44 с.

3. Методические указания по расчету стальной одноступенчатой колонны для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения. – КПИ 2004, 57 с.

4. Методические указания по расчету ферм для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения. – КПИ 2004, 53 с.

5. СНиП 2.01.07–87. «Нагрузки и воздействия.» Стройиздат. 1987 г.

6. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для ВУЗов – М.; Стройиздат 1991– 431 с.

⇐ Предыдущая12

Поделиться: