- •Министерство путей сообщения
- •Исходные данные
- •2. Компоновка каркаса здания.
- •Размеры рамы по вертикали при- вязываются к отметке уровня пола
- •Размеры рамы по горизонтали
- •2.1.3. Размеры ригеля (фермы)
- •Сетка колонн
- •2.3. Проектирование фасада
- •2.4. Связи
- •3. Статический расчет каркаса здания
- •3.1. Расчетная схема рамы
- •3.2. Сбор нагрузок на поперечную раму
- •3.2.1. Постоянные нагрузки
- •3.2.2. Снеговая нагрузка
- •3.2.3. Нагрузки от мостовых кранов
- •3.2.4. Ветровая нагрузка
- •3.3. Жесткостные характеристики элементов рамы
- •3.4. Расчет рамы на отдельные нагрузки
- •3.5. Составление расчетных сочетаний усилий в сечениях колонны
- •4. Расчет и конструирование колонны
- •4.1. Расчетные длины колонны
- •4.2. Подбор сечения верхней части колонны
- •4.2.1. Последовательность подбора сечения.
- •4.2.2. Проверки в плоскости действия момента
- •4.2.3 Проверка устойчивости из плоскости действия момента
- •4.2.4 Проверки местной устойчивости стенки и полок
- •4.3 Расчет нижней части колонны
- •4.3.1. Определение усилий в ветвях
- •4.3.2. Предварительный подбор сечения ветвей
- •4.3.3. Подбор и проверки сечения ветвей
- •4.3.4. Расчет решетки колонны
- •4.3.5. Проверка устойчивости нижней части колонны
- •4.4. Расчет соединения верхней части колонны с нижней
- •4.4.1. Проверка стыкового шва
- •4.4.2. Назначение толщины траверсы
- •4.4.3. Сварные швы
- •4.4.4. Сварные швы
- •4.4.5. Расчет траверсы
- •Расчет и конструирование базы колонны
- •4.6. Расчет анкерных болтов
- •5. Расчет и конструирование ригеля рамы
- •5.1. Геометрическая схема ригеля
- •Н1 - I-й стержень нижнего пояса фермы; р1 - I-й стержень раскоса фермы;
- •5.3. Подбор сечений элементов фермы
- •5.4. Расчет сварных швов элементов фермы
- •5.5. Конструирование узлов фермы
- •5.6. Расчет узлов
- •Сталь толстолистовая и универсальная
- •Расчетное сопротивление бетона на сжатие
- •Площади сечения нетто анкерных болтов
- •Предельные гибкости элементов ферм
- •Минимальная величина катета шва
- •Рекомендуемые толщины фасонок ферм
- •Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов
- •Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии
- •Приложение 2
- •Бланк индивидуального задания
- •Компановка каркаса здания
- •Назначение размеров поперечной рамы
- •Размеры по вертикали
- •Размеры рамы по горизонтали
- •2.1.3. Размеры ригеля (фермы)
- •2.2. Разбивка сетки колонн
- •2.3. Разбивка фасада
5.6. Расчет узлов
Швы крепления фасонок к поясам в промежуточных узлах ферм рассчитываются на равнодействующую усилий, приложенных по одну сторону от шва. Так для узла, показанного на рис.5.10. равнодействующая может быть определена из суммы сил приложенных"выше" шва ии"ниже" шва и. Так как длина шва известна (принимается по чертежу графически), расчетом определяется требуемый катет шва и принимается не менее минимального .
В
Рис.5.10.
Верхний промежуточный узел: а) конструкция
узла с накладкой б)
схемы к определению расчетных усилий
Напряжения в шве определяются по формулам:
вертикальные
(5.7)
горизонтальные
(5.7а)
Суммарные напряжения определяются и проверяются по выражению:
(5.8)
Вначале задаются минимальным катетом шва , если проверка не выполняется, тоувеличивают, либо конструктивно увеличивают высоту фланца и проверку по (5.8) повторяют.
Швы (рис.5 6) рассчитывают на усилие учитывает неравномерность загрузки швов при возможном перекосе фланца). Толщину фланца определяют из условия его смятия по нижней грани на вертикальное усилие (см. рис.5.6.в).
В верхнем опорном узле (см. рис.5.7) рассчитывается катет шва и болтовое крепление к колонне. Вначале принимают 4 болта и проверяют их прочность:
(5.9)
где площадь сечения болта, принимаемая по [2. табл.62*]:расчетное сопротивление болта растяжению, определяется по [2, табл.60*];усилие в первом элементе верхнего пояса:
Если условие (5.9) не выполняется, то необходимо увеличить диаметр болтов, а если диаметр болтов превышает 24 мм, то целесообразнее увеличить количество болтов.
Фланец проверяется как изгибаемый элемент (рис.5.7) с моментом
сопротивления сечения (5.10)
изгибающим моментом (5.11)
по формуле: , (5.12)
где ,геометрические размеры см. на рис.5.7.
В укрупнительных узлах усилие в поясе делится на две составляющие - усилие пера и усилие обушка(соотношение между усилиями см. в разделе 5.4). На усилиерассчитывается сечение верхней накладки и ее шов(рис.5.8). Ширина накладкипринимается наменьше ширины пояса, толщина ее определяется из условия:
(5.13)
Боковые накладки проверяются на сжатие усилием по площади нетто. В швах боковых накладокопределяются напряжения по формулам:
вертикальные (5.14)
горизонтальные (5.14а)
Суммарные напряжения проверяются по формуле:
(5.15)
В этих формулах высота накладки за вычетом;узловая нагрузка, определяемая по формуле:исм. пп. 3.2.1 и 3.2.2);длина панели верхнего пояса фермы.
Вначале задаются минимальной высотой катета шва, если проверка (5.15) не выполняется, то высоту катета шва необходимо увеличить.
В укрупнительном узле нижнего пояса усилие раскладывается на две составляющие - пераи обушка(аналогично). На усилие рассчитывается нижняя накладка (рис.5.9) и ее швы. Боковые накладки и их швы рассчитываются на восприятие суммы усилий:и горизонтальной составляющей усилия в раскосе.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Таблица 1
Справочные данные по мостовым кранам
Грузоподъемность крана , т |
Пролет здания,, м |
Размеры крана, мм |
Максимальное давление колеса, кН |
Масса тележки крана , т |
Масса крана с тележкой , т |
Высота кранового рельса ,м |
Высота подкра-новой балки, мм, при шаге колонн | ||||||
|
|
|
|
|
|
6 м |
12 м | ||||||
50/10 |
24 |
3150 |
300 |
6760 |
5250 |
470 |
18 |
66.5 |
130 |
1000 |
1500 | ||
30 |
500 |
78 | |||||||||||
36 |
540 |
90 | |||||||||||
80/20 |
24 |
3700 |
400 |
9100 |
4350 |
350 |
370 |
38 |
110 |
150 |
1000 |
1600 | |
30 |
4000 |
380 |
400 |
130 | |||||||||
36 |
4000 |
410 |
430 |
150 | |||||||||
100/20 |
24 |
3700 |
400 |
9350 |
4600 |
410 |
450 |
41 |
125 |
170 |
1000 |
1600 | |
30 |
4000 |
450 |
480 |
145 | |||||||||
36 |
4000 |
490 |
510 |
165 | |||||||||
125/20 |
24 |
4000 |
400 |
9350 |
4600 |
480 |
520 |
43 |
135 |
170 |
1000 |
1800 | |
30 |
520 |
550 |
155 | ||||||||||
36 |
550 |
580 |
175 |
Таблица 2
Удельный вес колонн и подкрановых балок
Грузоподъемность мостовых кранов, т |
Удельный вес колонн, кПа |
Удельный вес подкрановых балок, кПа |
до 50 80 – 100 125 – 150 175 и выше |
0.25 – 0.35 0.45 – 0.65 0.55 – 0.75 0.70 – 0.90 |
0.20 – 0.30 0.30 – 0.60 0.40 – 0.70 0.60 – 1.00 |
Таблица 3
Нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2
горизонтальной поверхности земли
Снеговые районы |
I |
I I |
I I I |
IV |
V |
VI |
|
0.5 |
0.7 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
|
(50) |
(70) |
(100) |
(150) |
(200) |
(250) |
Таблица 4
Нормативное ветровое давление в зависимости
от ветрового района
Ветровые районы |
Iа |
I |
I I |
I I I |
IV |
V |
VI |
VII |
|
0.17 |
0.23
|
0.3
|
0.38 |
0.48 |
0.6
|
0.73 |
0.85 |
|
(17) |
(23) |
(30) |
(38) |
(48) |
(60) |
(73) |
(85) |
Таблица 5
Коэффициент к, учитывающий изменение ветрового давления по высоте
Высота z, м |
<5 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
Коэффициент к для типа местности В |
0.5 |
0.65 |
0.85 |
1.1 |
1.3 |
1.45 |
1.6 |
Таблица 6
С таль прокатная угловая равнополочная (ГОСТ 8509-86)
- ширина полки:
-толщина полки:
-момент инерции:
-радиус инерции:
-центр тяжести;
-площадь сечения
| ||||||||||
50 63 70 75 80 90 100 100 110 125 125 140 140 160 160 180 180 200 200 200 200 220 250 250 |
5 5 5 6 6 7 7 8 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 14 25 30 16 16 20 |
4.8 6.13 6.86 8.78 9.38 12.28 13.5 15.6 17.2 19.69 22.0 24.72 27.33 31.43 34.42 38.8 42.19 47.1 54.6 94.29 111.54 68.58 78.4 96.96 |
3.77 4.81 5.38 6.89 7.36 9.64 10.79 12.25 13.5 15.46 17.3 19.41 21.45 24.67 27.02 30.47 33.12 36.97 42.8 74.02 87.56 53.83 61.55 76.11 |
1.42 1.74 1.9 2.06 2.19 2.47 2.71 2.75 3.0 3.36 3.4 3.78 3.82 4.3 4.35 4.85 4.89 5.37 5.46 5.89 6.07 6.02 6.75 6.91 |
11.2 23.1 31.9 46.6 57.0 94.3 130.6 147.2 198.2 294.4 327.5 465.7 512.3 774.2 944.2 1216.4 1316.6 1822.8 2097.0 3466.2 4019.6 3175.4 4717.1 5764.9 |
1.53 1.94 2.16 2.3 2.47 2.77 3.08 3.07 3.39 3.87 3.86 4.34 4.33 4.96 4.95 5.60 5.59 6.22 6.20 6.06 6.00 6.80 7.76 7.71 |
17.8 36.8 50.7 73.7 90.4 149.7 207.0 233.5 314.5 466.8 520.0 739.4 813.6 1229.1 1340.1 1933.1 2092.8 2896.2 3333.0 5494.0 6351.1 5045.4 7492.1 9159.7 |
1.92 2.44 2.27 2.90 3.11 3.49 3.88 3.87 4.28 4.87 4.86 5.47 5.46 6.25 6.24 7.06 7.04 7.84 7.81 7.63 7.55 8.58 9.78 9.72 |
4.63 9.52 13.22 19.28 23.54 38.94 54.16 60.92 81.83 121.98 135.88 192.03 210.96 319.38 347.77 499.78 540.45 749.10 861.00 1438.38 1688.16 1305.52 1942.09 2370.01 |
0.98 1.25 1.39 1.48 1.58 1.78 1.98 1.98 2.18 2.49 2.48 2.79 2.78 3.19 3.18 3.59 3.58 3.99 3.97 3.91 3.89 4.36 4.98 4.94 |
Таблица 7
Неравнополочные уголки ( выборка из ГОСТ 8510-86 )*
-ширина большой полки;
- ширина малой полки;
-толщина полки;
-момент инерции;
-радиус инерции;
-центры тяжести;
-площадь сечения
| |||||||||||
75 90 100 100 110 125 125 140 140 160 160 160 180 180 200 200 200 200 |
50 56 63 63 70 80 80 90 90 100 100 100 110 110 125 125 125 125 |
5 6 6 7 8 8 10 8 10 9 10 12 10 12 11 12 14 16 |
6.11 8.54 9.59 11.10 13.90 15.98 19.70 18.00 22.20 22.90 25.30 30.00 28.30 33.70 34.90 37.90 43.90 49.80 |
4.79 6.70 7.53 8.70 10.90 12.58 15.47 14.10 17.50 18.00 19.80 23.60 22.20 26.40 27.40 29.70 34.40 39.10 |
2.39 2.95 3.28 3.28 3.61 4.05 4.14 4.49 4.58 5.19 5.23 5.32 5.88 5.97 6.50 6.54 6.62 6.71 |
1.17 1.28 1.42 1.46 1.64 1.84 1.92 2.03 2.12 2.23 2.28 2.36 2.44 2.52 2.79 2.83 2.91 2.99 |
34.8 70.6 98.3 113.0 172.0 255.6 311.6 364.0 444.0 606.0 667.0 784.0 952.0 1123.0 1449.0 1568.0 1801.0 2026.0 |
2.39 2.88 3.20 3.19 3.51 4.00 3.98 4.49 4.47 5.15 5.13 5.11 5.80 5.77 6.45 6.43 6.41 6.38 |
12.5 21.2 30.6 35.0 54.6 83.0 100.5 120.0 146.0 186.0 204.0 239.0 276.0 324.0 446.0 482.0 551.0 617.0 |
1.43 1.58 1,79 1.78 1.98 2.28 2.26 2.58 2.56 2.85 2.84 2.82 3.12 3.10 3.58 3.57 3.54 3.52 |
1.09 1.22 1.38 1.37 1.52 1.75 1.74 1.98 1.96 2.20 2.19 2.18 2.42 2.40 2.75 2.74 2.73 2.72 |
Таблица 8
Д вутавры с параллельными гранями полок (ГОСТ 26020-83)
высота двутавра;
ширина двутавра;
толщина стенки;
-толщина полки;
-момент инерции;
-радиус инерции;
-площадь сечения
проф. |
Масса, кг/МП | |||||||||
35Б1 |
346 |
155 |
6.2 |
8.5 |
49.63 |
38.9 |
10060 |
14.25 |
529.6 |
3.27 |
35Б2 |
349 |
155 |
6.5 |
10.0 |
55.17 |
43.3 |
11550 |
14.47 |
622.9 |
3.36 |
40Б1 |
392 |
165 |
7.0 |
9.5 |
61.25 |
48.1 |
15750 |
16.03 |
714.9 |
3.42 |
40Б2 |
396 |
165 |
7.5 |
11.5 |
69.72 |
54.7 |
18530 |
16.30 |
865.0 |
3.52 |
45Б1 |
443 |
180 |
7.8 |
11.0 |
76.23 |
59.8 |
24940 |
18.09 |
1073.7 |
3.75 |
45Б2 |
447 |
180 |
8.4 |
13.0 |
85.96 |
67.5 |
28870 |
18.32 |
1269.0 |
3.84 |
50Б1 |
492 |
200 |
8.8 |
12.0 |
92.98 |
73.0 |
37160 |
19.99 |
1606.0 |
4.16 |
50Б2 |
496 |
200 |
9,2 |
14,0 |
102,80 |
80,7 |
42390 |
20,30 |
1873,0 |
4,27 |
55Б1 |
543 |
220 |
9.5 |
13.5 |
113.37 |
89.0 |
55680 |
22.16 |
2404.0 |
4.61 |
60Б1 |
593 |
230 |
10.5 |
15.5 |
135.26 |
106.2 |
78760 |
24.13 |
3154.0 |
4.83 |
60Б2 |
597 |
230 |
11.0 |
17.5 |
147.30 |
115.6 |
87640 |
24.39 |
3561.0 |
4.92 |
70Б1 |
691 |
260 |
12.0 |
15.5 |
164.70 |
129.3 |
125930 |
27.65 |
4556.0 |
5.26 |
70Б2 |
697 |
260 |
12.5 |
18.5 |
183.60 |
144.2 |
145912 |
28.19 |
5437.0 |
5.44 |
80Б1 |
791 |
280 |
13.5 |
17.0 |
203.20 |
159.5 |
199500 |
31.33 |
6244.0 |
5.54 |
90Б1 |
893 |
300 |
15.0 |
18.5 |
247.10 |
194.0 |
304400 |
35.09 |
8365.0 |
5.82 |
100Б1 |
990 |
320 |
16.0 |
21.0 |
293.82 |
230.6 |
446000 |
38.96 |
11520.0 |
6.26 |
100Б2 |
998 |
320 |
17.0 |
25.0 |
328.90 |
258.2 |
516400 |
39.62 |
13710.0 |
6.46 |
100Б3 |
1006 |
320 |
18.0 |
29.0 |
364.00 |
285.7 |
587700 |
40.18 |
15900.0 |
6.61 |
100Б4 |
1013 |
320 |
19.5 |
32.5 |
400.60 |
314.5 |
655400 |
40.45 |
17830.0 |
6.67 |
Таблица 9