Пример ПЗ КП МК
.pdfПодпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
4.5 Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня.
Геометрические характеристики всего сечения:
A А |
А |
60см2 41,92см2 101,92 см2; |
|
|
|||||
|
|
в2 |
|
в1 |
|
|
|
|
|
I |
x |
A |
у 2 |
А |
у 2 |
41,92см2 * (70,26см)2 60см2 |
* (49,1см)2 |
351585,32 см4; |
|
|
в1 |
1 |
|
в 2 |
2 |
|
|
|
i |
|
|
|
I x |
|
|
|
|
351585,32см4 |
|
58,73см ; |
|
l |
|
/ i |
|
2320см / 58,73см 39,5 . |
|||||||||
x |
|
A |
|
|
101,92см2 |
x |
x1 |
x |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Приведенная гибкость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
А |
|
|
(39,5см)2 27 * |
101,92 |
|
|
42,215 , (50) |
||||||||||||
пр |
1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
Ар1 |
|
12,4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где АР1=2АР = 2*6,2см2=12,4 см2 — площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны;
α1- коэффициент, зависящий от угла наклона раскоса, α1=27.
|
|
пр пр |
R / E 42,215* 240МПа / 2,06 *100000МПа =1,44. |
Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 3-3), N2 = -603,116 кН; М2=119,457 кН*м;
по формуле 14.23 [3] относительный эксцентриситет:
m |
М * А |
( y |
|
z |
|
) |
11945,7кН * см *101,92см2 |
(49,1см 5,65см) 0,314 ; |
|
2 |
0 |
|
|||||
|
N * I x |
|
|
603,116кН * 351585,32см4 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
=0,797 по табл. Ж.3 [2];
N /( А) 603,116кН / 0,797*101,92см2 7,42 кН/см2<Ry=24 кН/см2.
Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сечение 4-4), N1 = -603,116 кН; М1= -168,813кНм;
m |
М * А |
y |
|
16881,3кН * см *101,92см2 |
70,26 0,57 ; |
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
N * I x |
|
603,116кН * 351585,32см4 |
=0,701 (табл. Ж.3 [2]);
N2 /( А) 603,116кН / 0,701 101,92см2 8,44 кН/см2<Ry=24 кН/см2.
Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.
4.6. Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
Подкрановая часть колонны соединяется с надкрановой через траверсу, состоящую из стенки и двух горизонтальных ребер жесткости. Траверса воспринимает усилия от надкрановой части колонны и давления подкрановых балок Dmax. Нижний конец надкрановой части соединяется с траверсой монтажными сварными швами, которые подлежат расчету. Монтажный стыковой шов Ш1 располагается в пределах сечения наружной полки и стенки надкрановой части колонны. Внутренняя полка надкрановой части с помощью угловых швов Ш2 соединяется через листовую накладку со стенкой траверсы.
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
Лист |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
21 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
Подпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
Рисунок 16 – Узел сопряжения надкрановой и подкрановой частей колонны.
В запас прочности предполагаем, что продольное усилие N в сечении 2-2 при расчете шва Ш1 передается только через полки надкрановой части колонны, а соответствующий положительный момент – через все сечение. При этом напряжения в стыковом шве Ш1 определяются от
продольного усилия N расчетной площадью сечения шва данной полки A 'f , от изгибающего
момента М+ - моментом сопротивления сечения надкрановой части колонны W 'xb . При
вычислении площади шва и момента сопротивления следует учесть непровары в полках (ширина полки bf уменьшается на 2tf).
' |
|
|
2 |
|
|
hef3 |
|
hb |
|
t f |
|
2 |
|
|
|
|
433 |
|
|
|
|
|
|
|
||
W xb |
|
|
|
tw |
|
|
2t f (bf |
2t f )( |
|
|
|
) |
|
|
|
2 |
0,6 |
|
2 1,0 (20 2 1,0) ( |
45 |
|
1,0 |
)2 |
|
=951см3, |
|
h |
12 |
2 |
2 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
12 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A’f t f |
(bf |
2t f ) 1,0 (20 2 1,0) 47,52 см2, |
(51) |
|
|
|
|
|
|
|
где tw – толщина стенки надкрановой части колонны; hef=hw – высота стенки надкрановой части колонны; t f – толщина полки надкрановой части колонны;
bf – ширина полки надкрановой части колонны. Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:
1)М = -39,794 кН·м; N = 155,468 кН (загружение 1+4-6);
2)М = 54,051 кН·м; N = 319,036 кН (загружение 1+2+5+7+9).
Давление кранов Dmax=250,6кН.
Прочность стыкового шва (Ш1) проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках
сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны. 1-я комбинация M и N наружная полка:
|
|
|
|
|
N |
|
|
| M | |
|
77,734кН |
|
3979,4кН * см |
58,2МПа |
Rwy |
195,5МПа |
|
|
|||
|
w |
|
A/ |
|
W |
47,52см2 |
|
951см3 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
|
Лист |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|||||
Изм. |
Лист |
|
№ докум. |
|
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
Rwy=0,85*R=0,85*230МПа=195,5МПа – расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу текучести по табл.3 [1]; γn=1-коэффициент условия работы по табл.6* [1].
1-я комбинация M и N внутренняя полка:
|
|
|
N / |
|
| M | |
|
77,734кН |
|
3979,4кН * см |
25,49МПа |
Rwy |
195,5МПа |
|
w |
A/ |
W |
47,52см2 |
951см3 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|||||
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-я комбинация M и N наружная полка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
159,518кН |
|
|
5405,1кН * см |
90,4МПа |
Rwy |
195,5МПа |
|||||||
w |
47,52см 2 |
|
951см3 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-я комбинация M и N внутренняя полка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
159,518кН |
|
|
|
5405,1кН * см |
23,3МПа |
|
Rwy |
|
195,5МПа |
||||
w |
47,52см 2 |
|
|
951см3 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Толщину траверсы определяем из условия смятия:
tтр D max/ lсс * Rсс * 250,6 /(34 * 35*1) 0,211см. lсм bop 2tпл 30+2*2=34 см;
bop 30 см, принимаем tпл 2 см; Rсм 350 МПа-по таблице В.7 [13].
Принимаем tтр 1,2 см.
Усилие во внутренней полке верхней части колонны:
Nп= |
N |
|
M |
= 155,468/2+3979,4/45=166,17кН. |
(52) |
|||
|
|
|
||||||
2 |
|
h |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
Длина |
|
шва крепления вертикального |
ребра траверсы к стенке траверсы (Ш2): |
|||||
lш 2 |
|
|
|
N П |
|
1см. |
|
|
|
|
kR)min |
c |
|
||||
4( |
(53) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d=1,4…2 мм, |
βf=0,9 и βz =1,05 - коэффициенты проплавления по металлу шва и по металлу границы сплавления по табл. 5.3 [3];
Для электрода Э46 определяем:
Rwf=0,55Rwun/γwm=0.55*410МПа/1,25=180,4МПа - расчетное сопротивление углового шва срезу (условному) по металлу шва, по таблице Г.2 [13]
Rwz=0,45Run=0,45*360МПа=162МПа - то же по металлу границы сплавления; сварка ручная. Назначаем kf=4 ммкатет сварного шва по табл. В.5 [13].
f k f Rwf |
0.9 *180,4 162,36 z kz Rwz |
1,05*162 170,1 |
|
||||||
lш 2 |
|
|
166,17 |
|
1 |
7,41см; |
lш2 85 f k f |
30,6см. |
|
|
|
|
(54) |
||||||
|
|
|
|||||||
|
4 * 0,4 *16,2 *1 |
|
|
|
|
В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.
Траверса работает как балка-стенка (короткая балка) двутаврового сечения, нагруженная, и с пролетом, равным ширине сечения подкрановой части колонны.
Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (Ш3) составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы:
М=-39,794 кН·м; N = 155,468кН.
Fтр1= |
|
N |
|
|
hв |
|
M |
Dmax = |
|
155,468кН |
|
|
0,45м |
|
|
39,794кН / м |
|
0,9 * 250,6кН =285,36кН, (55) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 *1,25м |
|
1,25м |
|
||||||||
|
|
|
2hн |
hн |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ψ=0,9- коэффициент, учитывающий две и более временные нагрузки в сочетании (стр.367
[3]).
Требуемая длина шва:
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
Лист |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
23 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
Подпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
lш3 |
|
|
|
FТР1 |
|
; (56) |
|
|
|
|
4 f |
f ( z )Rwf (Rwz ) f ( z ) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
lш3 |
|
|
285,36кН |
12,23см |
lш3 85 f k f |
30,6см. |
|||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|||||||
|
4 * 0,4 * 0,9 *16,2 *1 |
|
|
|
|
Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем
высоту траверсы: |
|
|
|
|||
hтр |
FТР1 n |
1см |
285,36кН *1 |
1см 19,9см 0,5hH |
62,5см |
|
2tст.в RS |
2 * 0,58см *13кН / см2 |
|||||
|
|
|
|
Где Rs =0,58*Ry=0,58*230=133,4МПа - расчетное сопротивление стали срезу (табл. Б.5 [13]) Принимаем hтр=70см.
Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M, Dmax. Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 270х12 мм, верхние горизонтальные ребра – из двух листов 100х12 мм.
Рисунок 16 Сечение траверсы и результаты расчета в программе конструктор сечений.
Геометрические характеристики траверсы. Положение центра тяжести:
, Ix=78139,171 см4,
Wmin=Ix/yв=78139,171/(70-30,81)=1992,482 см3.
Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает при 2 комбинации усилий: 54,051
кН·м; N = 319,036 кН (загружение 1+2+5+7+9).
М |
|
F |
(h h ) ( |
M |
|
N hВ |
) (h |
|
h |
|
) ( |
5405,1 |
|
319,036* |
45 |
)(125 45) 8053,38 |
тр |
|
|
H |
В |
|
|
|
|||||||||
|
тр1 |
н в |
hH |
|
2 hН |
|
125 |
2 *125 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кН*см.
тр WM 1992,4828053,38 40,4МПа R 240МПа
Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при
комбинации М = -39,794 кН·м; N = 155,468 кН (расчет шва Ш3): |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
h |
|
M |
|
D |
max |
|
|
|
|
|
0,45м |
|
39,794кН * м |
|
0,9 *1,2 * 250,6кН |
195,14 кН, |
Qтр,max= |
N |
|
в |
|
|
= |
|
155,468 |
|
|
|
|
|
||||||
|
2h |
h |
2 |
|
|
|
|
2 *1,25м |
1,25м |
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
н |
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(57) где k=1,2- коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилия Dmax.
|
|
|
QТР,max |
|
195,14кН |
2,32кН / см2 |
|
R |
S |
13кН / см2 |
|
тр |
tтр hтр |
1,2см * 70см |
n |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
Лист |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
24 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
Подпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
4.7 Расчет и конструирование базы колонны Ширина нижней части колонны превышает 1 м, поэтому проектируем базу раздельного типа. Расчетные комбинации в нижнем сечении колонны (1-1):
1)для расчета базы подкрановой ветви М=170,299 кНм; N=-446,613 кН.
2)для расчета базы наружной ветви М=-168,813 кНм; N=-603,116 кН;
Определим усилия в ветвях колонны: Nв1=N*y2/h0+M/ h0 - для подкрановой ветви
Nв1 = 446,613кН*0,491м/1,1935м + 170,3кН*м/1,1935м = 326,4кН.
Nв2=N*y1/h0+M/ h0 -для наружной ветви
Nв2 = 603,116кН*0,7026/1,1935м + 168,813кН*м/1,1935м = 860,678кН;
Требуемая площадь внутренней плиты:
A1пл.треб . |
Nв1 |
|
326,4кН |
286,3см2 , |
|
R |
1,14кН / см2 |
||||
|
|
|
|||
|
ф |
|
|
|
Требуемая площадь наружней плиты:
A2 пл.треб . |
Nв2 |
|
860,678кН |
755см2 , |
|
R |
1,14кН / см2 |
||||
|
|
|
|||
|
ф |
|
|
|
где R ф = Rb=1,2*0,95=1,14 кН/см2; Rb = 9,5 МПа (бетон B12,5) по табл. 18 [14]
По конструктивным соображениям свес плиты с2 должен быть не менее 4 см. Тогда В ≥ bk +2с2 = 29,6см + 2*4см = 37,6см. bk –длина двутавра. Примем В = 40 см.
- Длина внутренней плиты:
L1тр |
A1пл.тр. |
|
286,3см 2 |
7,2см |
|
B |
40см |
||||
|
|
|
По конструктивным соображениям с учетом ширины полки двутавра (14см), двух толщин траверс (по 1,2см) и двух свесов по 4см, примем L=24,4 см=25см.
A1 |
ф 25 * 40 1000см 2 A |
286,3см 2 . |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пл.треб . |
|
|
|
|
|
- Длина наружной плиты: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
L2 тр |
|
|
A2 пл.тр. |
|
755см 2 |
18,9см |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
B |
40см |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви |
|||||||||||||||||
|
расстояние между траверсами в свету равно: |
|||||||||||||||||
|
2(bп+tст-z0)=2(15+1,4-5,65)=21,5 см |
|
|
|
||||||||||||||
|
при толщине траверсы t=12 мм: с1=(20-21,5-1,2*2)/2=-1,95 см; |
|||||||||||||||||
|
Принимаем конструктивно с1=4см, примем L=21,5+1,2*2+4*2=32см, |
|||||||||||||||||
|
A2 ф 32* 40 1280см2 |
A2 пл.треб . 755см2 . |
||||||||||||||||
Среднее напряжение под внутренней плитой: |
||||||||||||||||||
|
1ф |
|
Nв1 |
|
326,4кН |
3,264МПа R |
|
11,4МПа. |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
b |
||||||||||||
|
|
|
|
A1ф 1000см 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Среднее напряжение под наружной плитой: |
|
|||||||||||||||||
2 ф |
|
Nв 2 |
|
|
|
860,7кН |
6,7 МПа R |
|
11,4МПа. |
|||||||||
|
|
|
|
b |
||||||||||||||
|
|
A2 ф |
|
|
1280см 2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
Лист |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
25 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
Подпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
Рисунок 17 К расчету базы колонны
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:
участок 1 |
(b/a=40см/4см=10>2), M1= |
=0,670кН/см2·(4см)2/2=5,36кНсм |
участок 2 |
(b/a=21,5см/5,2см=3,9>2), M1= |
=0,670кН/см2·(5,2см)2/2=10,13кНсм |
участок 3 |
(плита оперта на четыре стороны); b/a = 27,2см/5,1см =5,3 > 2; |
α= 0,125-коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны к более короткой по
табл.8.6 [3]);
М3 = αфσфа2 = 0,125*0,670 кН/см2·(5,1 см)2 = 2,53кН·см;
участок 4(плита опертая на четыре стороны); b/a = 27,2см/15см =1,93 < 2;
α= 0,098по табл.8.6 [3];
М4 = αфσфа2 = 0,098*0,670 кН/см2·(15 см)2 = 14,77кН·см;
Принимаем для расчета Mmax = М4 = 14,77кН·см. Требуемая толщина плиты:
tпл = |
|
= |
|
= 1,96см. (59) |
Принимаем tпл = 2,3 см (3 мм – припуск на фрезеровку).
Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия в ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой Св-08А, d=1,4…2 мм. Назначаем kш = 5 мм - катет шва по табл.38 [13];
βf=0,9 коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва, по табл. 39 [13] βz =1,05коэффициент, учитывающий границы сплавления шва, по табл. 39 [13] γωf – коэффициент условий работы шва, по п.11.2* [1] γωf=1;
γωz – коэффициент условий работы шва, по п.11.2* [7] γωz=1; γс – коэффициент условий работы, по табл. 6* [7], γс=1. Требуемая длина шва определяется:
lш.тр = Nв2/4kш(βRусвγусв)minγc =860,7кН/4*0,9*0,5*16,2*1 =29,5см;
где Rwf=0,55Rwun/γwm=0.55*410МПа/1,25=180,4МПа - расчетное сопротивление углового шва срезу (условному) по металлу шва, по таблице Г.2 [13]
Rwz=0,45Run=0,45*360МПа=162МПа - то же по металлу границы сплавления.
11,19см<85 шkш=85*0,9*0,5=38,25 см
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
Лист |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
26 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
Подпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
Принимаем hтр = 32 см.
Крепление траверсы в плите принимаем угловыми швами kш = 5 мм. Проверяем прочность швов:
σш = Nв2/kш Σlш=860,7/(0,5*(2*38+2*25,2+4*1,2)=13,1 кН/см2<R=16,2 кН/см2;
Приварку торца ветви к плите выполняем конструктивными швами kш = 6 мм.
Проверим траверсу на изгиб, назначив толщину листов траверсы 12 мм. Опорное давление на 1 погонный см одной ветви траверсы:
Среднее напряжение под плитой:
|
|
|
N |
|
860,7кН |
|
6,7 МПа , |
|
q |
|
|
|
L / 2 0,67кН / см 2 |
*16см 10,73 |
кН |
; |
|||||||||||||||
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
ф |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
A |
|
1280см 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изгибающий момент: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
M |
qтр |
|
(B |
K |
t |
П |
) |
2 |
с22 |
|
|
10,73 |
|
(27,2) |
2 |
|
42 |
|
906кН см ; |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Требуемая толщина траверсы:
tтр=6Mmax/h2тр Ryγ = 906 *6/322 *24 =0,22см<1,2см.
Оставляем толщину траверсы 1,2см.
4.8 Расчёт анкерных болтов Требуемую площадь нетто сечения анкерных болтов определяем по формуле:
Аbn M N y1 h0 Rbn
Nmin=-222,333 кН, Mсоотв=155,306 кН·м - для сочетания постоянной (k=0,8) и ветровой (k=0,9) нагрузок.
2F |
M N y1 |
|
155,306кНм 222,333кН 0,7026м |
0,76кН |
|
|
|||
a |
h0 |
|
1,1935м |
|
|
|
Так как величина отрицательна, то анкерные болты принимаем конструктивно, два болта на базу диаметром 20мм с площадью сечения нетто 2,45 см2 по табл.62* [7] Длина заделки болта в бетон по [2] должна быть не менее 2 м без наличия опорной шайбы.
4.9 Расчет анкерной плитки Плитка работает на изгиб, как свободно лежащая на ветвях траверсы балка, нагруженная
сосредоточенными силами от анкерных болтов FБ (рисунок).
Рисунок 18 – К расчету анкерной плитки
Расчетный пролет анкерной плитки
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
Лист |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
27 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
Подпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
lап 2l1 tтр =21,5+1,2 см=22,7 см;
Длину анкерной плитки принимаем равной:
Lап lап 5см 22,7см 5см 27,7см 28см .
Ширина анкерной плитки с учетом ослаблений отверстием
bnап b |
d |
отв |
13 см -2,0 см=11см (60) |
ап |
|
|
где ban=(0,5-0,7)*l1=0,6*21,5 см=13 смширина анкерной плиты; dотв - диаметр отверстия под анкерный болт.
Требуемую толщину плиты определяем из условия ее прочности на изгиб где Мап - расчетный изгибающий момент в сечении анкерной плиты. Мап=(0,76кН/2)*21,5см/2=4,085кН*см
tап |
|
|
6M aп |
|
|
|
6 4,085кН * см |
|
0,3см |
||||
bn |
R |
y |
|
c |
|
11см 23кН / см 2 |
*1 |
||||||
|
|
|
ап |
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем минимальную tап=3 см.
Рисунок 19 – К расчету базы колонны
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
Лист |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
28 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ
5.1 Расчет усилий в стержнях фермы Сбор нагрузок на ферму приведен в пункте 3.2 данной пояснительной записки.
Расчет производится с использованием программы SCAD, которая входит в программный комплекс SCAD Office, результаты приведены в приложении [Г]. В соответствующие графы записываем значения внутренних усилий для соответствующих стержней фермы.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 24 – Схема фермы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.2. Подбор и проверка сечений стержней фермы |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Таблица 5 – Проверка сечений фермы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
Элем. |
|
|
Расчетное усилие, |
|
|
Площа дьА, см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверка |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
№С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
раст. |
|
сжат. |
|
|
|
см |
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
(<240 МПа) |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кН |
|
Сечение |
2 |
, |
|
, |
|
|
|
|
|
|
[ ] |
φmin |
сечения |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
эл.7 |
32,397 |
|
- |
|
┐┌ 125×8 |
39,38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
- |
82,3 МПа |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подпись и |
|
|
|
|
Верхнийпояс |
|
эл.11 |
- |
|
-395,84 |
|
┐┌ 125×8 |
39,38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
0,7 |
143,6 МПа |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
эл.13 |
- |
|
-579,31 |
|
┐┌ 125×9 |
44,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
0,597 |
220,5 МПа |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
эл.12 |
- |
|
-396,503 |
|
┐┌ 125×8 |
39,38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
0,7 |
143,8 МПа |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дубл |
|
|
|
|
эл.14 |
- |
|
-579,473 |
|
┐┌ 125×9 |
44,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
0,7 |
188,1 МПа |
|
|||||
инв. № |
|
|
|
|
пояс |
|
эл.9 |
216,59 |
|
- |
|
┐┌ 90×7 |
24,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
- |
128,9 МПа |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
эл.20 |
602,56 |
|
- |
|
┐┌ 100×7 |
27,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
- |
219,1 МПа |
|
|||||
Взам. |
|
|
Нижний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
эл.19 |
511,22 |
|
- |
|
┐┌ 90×7 |
24,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
- |
208,2 МПа |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
подл№ |
|
|
|
|
эл.22 |
- |
|
-334,982 |
|
┐┌ 125×8 |
39,38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
0,484 |
175,8 МПа |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Взам. инв. |
|
|
|
|
Раскосы |
|
эл.23 |
256,09 |
|
- |
|
┐┌ 100×7 |
27,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
- |
93,1 МПа |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
эл.24 |
- |
|
-176,869 |
|
┐┌ 100×7 |
27,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
0,46 |
139,8 МПа |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
эл.25 |
104,09 |
|
- |
|
┐┌ 100×7 |
27,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
- |
37,9 МПа |
|
|||
датаи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
эл.26 |
- |
|
-36,343 |
|
┐┌100×7 |
27,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
0,46 |
28,7 МПа |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подпись |
|
|
|
|
Cтойки |
|
эл.32 |
- |
|
-76,66 |
|
┐┌ 70×6 |
16,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
0,44 |
106,9 МПа |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
эл.33 |
- |
|
-49,205 |
|
┐┌ 70×4,5 |
12,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
0,44 |
90,2 МПа |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Раскосы в углах |
|
эл.36 |
- |
|
- |
|
┐┌ 50×4 |
7,78 |
- |
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
- |
- |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
.подл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
эл.37 |
- |
|
- |
|
┐┌ 50×4 |
7,78 |
- |
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
- |
- |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Инв. № |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
|
Лист |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
Изм. |
|
Лист |
|
№ докум. |
|
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подпись и дата Взам. инв. № подл. Взам. инв. № дубл. Подпись и дата
Инв. № подл.
5.3 Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам и поясам ферм.
Для сварки узлов фермы применяется полуавтоматическая сварка проволокой Св-08-
Г2СЦ d = 1,4 … 2 мм; βш = 0,9; βс = 1,05; γсвуш = γсвус = 1; |
|
|
|
||||||||
|
|
Rсвуш - расчетное сопротивление шва срезу (условному) по металлу шва; |
|
|
|||||||
|
|
Rсвус =0,45*Rнв- то же по металлу границы сплавления; |
|
|
|
||||||
|
|
Rсвуш βш = 215*0,9 = 193кН/см2 > Rсвус βс = 0,45*370*1,05 = 175кН/см2. |
|
|
|||||||
|
|
Несущая способность швов определяется прочностью на границе сплавления (γсву Rсву |
|||||||||
β)min = 175 МПа = 17,5 кН/см2; |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
lш = N/2kш (γсву Rсву β)min + 1 см. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
Таблица 6 – Расчет сварных швов |
|
|
|
|
|||||
|
|
№ |
|
Усилие, кН |
|
по перу kf, |
по обушку kf, |
Длина шва, см |
|||
|
|
элемент |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
N |
|
Nперо |
|
Nобуш |
см |
см |
lп |
lо |
|
|
|
а |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
32,40 |
|
9,72 |
|
22,68 |
0,40 |
0,60 |
1,69 |
2,08 |
Верхний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
-395,84 |
|
-118,75 |
|
-277,09 |
0,40 |
0,60 |
7,48 |
12,19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пояс |
13 |
-579,31 |
|
-173,79 |
|
-405,52 |
0,40 |
0,60 |
11,41 |
18,31 |
|
|
|
12 |
-396,50 |
|
-118,95 |
|
-277,55 |
0,40 |
0,60 |
7,50 |
12,22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
-579,47 |
|
-173,84 |
|
-405,63 |
0,40 |
0,60 |
11,42 |
18,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нижни поясй |
9 |
216,59 |
|
64,98 |
|
151,61 |
0,40 |
0,60 |
5,64 |
8,22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
19 |
511,22 |
|
153,37 |
|
357,86 |
0,40 |
0,60 |
11,95 |
18,04 |
||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
602,56 |
|
180,77 |
|
421,79 |
0,40 |
0,60 |
13,91 |
21,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
-334,98 |
|
-100,49 |
|
-234,49 |
0,40 |
0,60 |
6,18 |
10,17 |
Раскосы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
256,09 |
|
76,83 |
|
179,26 |
0,40 |
0,60 |
6,49 |
9,54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
104,09 |
|
31,23 |
|
72,86 |
0,40 |
0,60 |
3,23 |
4,47 |
|
|
|
24 |
-176,87 |
|
-53,06 |
|
-123,81 |
0,40 |
0,60 |
2,79 |
4,90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
-36,34 |
|
-10,90 |
|
-25,44 |
0,40 |
0,60 |
0,22 |
0,21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ойк |
и |
32 |
-76,66 |
|
-23,00 |
|
-53,66 |
0,40 |
0,50 |
0,64 |
2,07 |
33 |
-49,21 |
|
-14,76 |
|
-34,44 |
0,30 |
0,40 |
0,41 |
1,46 |
||
|
|
|
|
Максимальное усилие в стержнях фермы: Nmax=602,56кН. Толщина фасонок принимается равной 14 мм.
5.4 Конструирование узла сопряжения фермы с колонной
5.4.1 Узел сопряжения нижнего пояса
Схема узла сопряжения нижнего пояса фермы к колонне и схема расположения болтов представлены на рисунке 25.
Зададимся первоначальной толщиной опорного столика 30 мм. На столик действует вертикальная сила, равная опорной реакции фермы:
FФ=319,036кН.
Опорный столик крепится угловыми сварными швами к колонне. Примем катет сварного шва по табл. 38 [13]: kf=8мм.
Согласно п. 14.1.16 [13] длина шва по металлу шва:
l w1= |
1,2 F ф |
= |
1,2 319,036 |
кН |
= 23,55 см . |
β f k f Rwf γc |
0,9 0,8см 21,5 кН |
/см2 1,05 |
Согласно п. 14.1.16 [1] длина шва по металлу границы сплавления:
l w2 = |
1,2 F ф |
= |
1,2 319,036 кН |
= 26,07 см. |
βz k f Rwz γc |
1,05 0,8см 16,65 кН /см2 1,05 |
Высота опорного столика определяется исходя из максимальной требуемой длины шва:
|
|
|
|
|
КП №2 2013 ПГ-09-02 СК |
Лист |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
30 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|