- •Содержание:
- •1 Компоновка стального каркаса
- •Определение вертикальных размеров
- •2 Сбор нагрузок
- •2.1 Постоянная нагрузка на ригель
- •2.1.1 Расчет настила
- •2.1.2 Расчет прогонов
- •2.2.3 Постоянная нагрузка в узлы фермы
- •2.2.4 Постоянные нагрузки на колонны рамы
- •2.2 Снеговая нагрузка
- •2.3 Ветровая нагрузка
- •2.4 Нагрузка от мостовых кранов
- •2.4.1 Нагрузки от вертикального давления кранов
- •2.4.2 Нагрузки от поперечного торможения крана
- •3 Статический расчет поперечной рамы
- •3.1 С колонной сплошного сечения
- •3.2 С колонной постоянного сечения
- •4 Подбор сечений элементов фермы
- •5 Конструктивный расчет колонны
- •5.1 Конструирование и расчет стержня колонны
- •5.1.1 Исходные данные
- •5.1.2 Расчетные длины колонны
- •5.1.3 Подбор сечения верхней части колонны
- •5.1.4 Подбор сечения нижней части колонны
- •5.2 Конструирование и расчет узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
- •5.3 Конструирование и расчет базы колонны
- •5.4 Расчёт анкерных болтов
- •Библиографический список
- •Приложения.
5.3 Конструирование и расчет базы колонны
Проектируем базу раздельного типа.
Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны:
а) М = + 647,8 кНм; N = - 815,85 кН -для шатровой ветви;
б)М = - 368,3 кНм; N = - 162,182 кН для подкрановой ветви.
Усилия в ветвях колонны:
- в подкрановой ветви:
- в шатровой ветви:
т. е. наиболее напряженной является база шатровой ветви.
Рисунок 14 Для расчета базы колонны и анкерных болтов.
База шатровой ветви.
Требуемая площадь плиты:
где Rвр = 9,5 МПа – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию; класс бетона В12,5.
Ширина плиты Вpl = bf2 + 2c2 = 37,6 + 2 6,2 = 50,0 см.
(с2 min = 4 см – минимальный размер свеса плиты).
Принимаем Вpl = 50 см, тогда длина плиты
Принимаем Lpl = 28 см.
Фактическая площадь:
Аpl = 50 28 = 1400 см2 > .
Среднее напряжение в бетоне под плитой:
Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви, расстояние между траверсами в свету равно 173,2 мм.
При толщине траверсы 12 мм, свес плиты составит:
с1 = (28 – 17,32 – 2 1,2)/2 = 4,14 см.
Определяем толщину плиты из условия ее работы на изгиб:
- участок № 1 (консольный свес с = с1 = 4,14 см)
- участок № 2 (консольный свес с = с2 = 6,2 см)
- участок № 3 (плита, опертая на четыре стороны):
- отношение большей стороны пластины к меньшей.
где α = 0,125 по таблице П.3.1 приложения 3
- участок № 4 (плита, опертая на четыре стороны):
> 2 , α = 0,125.
Принимаем для расчета Мmax = 8,875 кНсм.
Принимаем сталь С235 по ГОСТ 27772-88 при толщине проката от 20 до 40 мм
Ry = 220 МПа.
Требуемая толщина плиты
Принимаем с учетом припуска на фрезеровку толщину плиты .
Высоту траверсы определяем из условия требуемой длины сварного шва крепления траверсы к ветви колонны. Считая (в запас прочности), что все усилие с ветви передается на траверсы через 4 угловых шва и принимая полуавтоматическую сварку проволокой Св-08А, по ГОСТ 2246-70*, d = (1,42) мм, по таблице 38 [2]kf min = 6 мм, по таблице 39 [2] βf = 0,9; βz = 1,05; по таблице Г.2 [2] Rwf = 180 МПа, по таблице 4 [2] Rwz = 0,45 Run = 0,45 370 = 166,5 МПа.
Принимаем htr = 300 мм (с учетом возможных непроваров по концам швов).
Крепление траверс к плите принимаем угловыми швами ручной сваркой электродами Э42 по ГОСТ 9467-75, для которых по таблице Г.2 [2] Rwf = 180 МПа, Rwz = 0,45 Run = 0,45 370 = 166,5 МПа, βf = 0,7; βz = 1,0, γс = 1,05.
Условие:
1,1 Rwz < Rwf < Rwz
183,15 > 180 < 237,86
Условие не выполняется поэтому расчет ведем по металлу границы сплавления.
где:
( 1 см – учитывает возможный непровар по длине каждого из швов);
Принимаем
Проверяем прочность траверсы, работающей на изгиб:
База подкрановой ветви менее нагруженная. В связи с этим размеры ее элементов назначаем конструктивно, сообразуясь с размерами соответствующих элементов базы шатровой ветви.
Размеры траверс – те же: ttr = 12 мм, htr = 300 мм
Толщина плиты tpl = 20 мм. Размеры плиты в плане Bpl ˟ Lpl = 500 ˟ 430 мм, т. е. фактическая площадь плиты Apl = 5043 = 2150 см2 > .
5.4 Расчёт анкерных болтов
Расчётные значения изгибающего момента и нормальной силы, действующие на уровне верхнего обреза фундамента: M=717,2 кНм (момент догружает шатровую ветвь);
N= - 817,12 кН.
Требуемая площадь сечения нетто анкерных болтов, устанавливаемых в базе одной (подкрановой) ветви колонны, определится из выражения (рис. 6.5):
где - расчётное сопротивление растяжению анкерных (фундаментных) болтов по табл. Г7 [2] из стали ВСт3кп2 по ГОСТ 535-88 (таблица Г4 [2]).
Площадь поверхности сечения одного болта составит:
где n=2 – принятое число анкерных болтов в базе одной ветви.
В соответствии с ГОСТ 24379.1 принимаем 2 анкерных болта диаметром d=30 мм, для которых
Длина заделки болта в бетон фундамента должна быть не менее 130 мм.
Плитка под анкерные болты
Плитка под анкерные болты работает на изгиб как свободно лежащая
на траверсах балка, нагруженная по середине пролёта сосредоточенной силой:
Просвет между траверсами составляет
Максимальный изгибающий момент в плитке:
Требуемый момент сопротивления сечения плитки:
где =230 МПа = 23 кН/см2 принят по таблице В1 [2] как для стали С235 по ГОСТ 27772-88 при толщине листового проката от 20 до 40 мм.
γс - коэффициент условия работы (таблица 1[2]).
Назначаем сечение анкерной плитки размером с одним отверстием диаметромd0=40 мм под болт d=36 мм.
Фактический момент сопротивления (нетто) плитки:
Напряжение в плитке по ослабленному сечению составляет:
, т.е. условие выполняется.
Расчётные значения изгибающего момента и нормальной силы, действующие на уровне верхнего обреза фундамента: M=-411,5 кНм (момент догружает шатровую ветвь);
N= - 163,45 кН.
Требуемая площадь сечения нетто анкерных болтов, устанавливаемых в базе одной (шатровой) ветви колонны, определится из выражения:
где - расчётное сопротивление растяжению анкерных (фундаментных) болтов по табл. Г7 [2] из стали ВСт3кп2 по ГОСТ 535-88 (таблица Г4 [2]).
Площадь поверхности сечения одного болта составит:
где n=2 – принятое число анкерных болтов в базе одной ветви.
В соответствии с ГОСТ 24379.1 принимаем 2 анкерных болта диаметром d=42 мм, для которых
Длина заделки болта в бетон фундамента должна быть не менее 130 мм.
Плитка под анкерные болты
Плитка под анкерные болты работает на изгиб как свободно лежащая
на траверсах балка, нагруженная по середине пролёта сосредоточенной силой:
Просвет между траверсами составляет
Максимальный изгибающий момент в плитке:
Требуемый момент сопротивления сечения плитки:
где =230 МПа = 23 кН/см2 принят по таблице В1 [2] как для стали С235 по ГОСТ 27772-88 при толщине листового проката от 20 до 40 мм.
γс - коэффициент условия работы (таблица 1[2]).
Назначаем сечение анкерной плитки размером с одним отверстием диаметромd0=46 мм под болт d=42 мм.
Фактический момент сопротивления (нетто) плитки:
Напряжение в плитке по ослабленному сечению составляет:
, т.е. условие выполняется.