4.5.1 Расчет анкерных болтов
Требуемую площадь анкерных болтов определяют, исходя из предположения, что суммарная растягивающая сила в болтах, расположенных с одной стороны базы y, равна равнодействующей эпюры напряжений в растянутой зоне. Такую силу можно определить из условия равновесия:
где
– расстояние от центра анкерного болта
до центра тяжести сжатой зоны бетона;
– расстояние
от центра тяжести одной ветви до центра
тяжести нижней части колонны.
Значения М и N следует принимать при самой невыгодной для анкерных болтов комбинации нагрузок, догружающих подкрановую ветвь колонны (сечение 4-4):
Nmin (4-4) = 737,6 кН и +Mсоотв. (4-4) = 349,95 кН·м.
Площадь одного болта определяется по формуле:
Принимаем конструктивно 4 анкерных болта d = 30 мм с Аb = 7,06 см2 из стали марки ВСт3кп2.
5. Расчет стропильной фермы
5.1 Сбор нагрузок на стропильную ферму
Материал стропильной фермы – сталь С-245, у которой Ry =240 МПа = 24 кН/см2, фасонок – С245 по ТУ14-1-3023-80, пояса и решетка фермы выполнены с параллельными гранями полок из двух равнополочных уголков.
5.1.1 Постоянная нагрузка
Нагрузка от покрытия, за исключением веса каркаса фонаря, который составляет на единицу площади горизонтальной проекции gфон = 0,1 кН/м2, определяется по формуле:
где gпост = 3,364 кН/м2 – нагрузка от покрытия;
γf = 1,05 – коэффициент надежности по нагрузки для металла.
Вес фонаря, в отличие от расчета рамы, учитывается в местах фактического опирания фонаря на ферму.
Вес бортовой стенки и остекления на единицу длины стенки gб.ст. = 2,0 кН/м2.
Рис. 56 – Схема приложения постоянной нагрузки
Узловые силы от постоянной нагрузки, действующие на ферму равны:
Силы
F0 и F’0, приложенные к колоннам и в расчете
фермы не учитываются. Опорные реакции
равны:
5.1.2 Снеговая нагрузка
Расчетная
нагрузка равна:
где
–
линейная
распределенная нагрузка от снега на
ригель рамы (см. пункт 1.2.2)
bф – шаг поперечных рам.
Вариант 1:
Рис. 41 – Схема приложения снеговой нагрузки (вариант 1)
Коэффициенты
перехода нагрузки равны:
Угловые силы от снеговой нагрузки, действующие на ферму равны:
Силы
F0 и F’0, приложенные к колоннам и в расчете
фермы не учитываются. Опорные реакции
равны:
Вариант 2:
Коэффициенты перехода нагрузки равны:
Рис. 42 – Схема приложения снеговой нагрузки (вариант 2)
Угловые силы от снеговой нагрузки, действующие на ферму равны:
Опорные реакции равны:
5.1.3. Определение усилий в стержнях фермы с помощью программного комплекса «Кристалл» элементы ферм
Общие характеристики
Группа конструкции по таблице 50* СНиП: 2
Сталь: C245 - лист 2-20 мм
Расчетное сопротивление стали Ry= 24.0 kN/см2
Коэффициент надежности по назначению 0.95
При подборе и проверке элементов ферм приняты следующие значения коэффициента условий работы:
- поясов, опорных раскосов, растянутых элементов решетки, сжатых элементов решетки крестового сечения - 0.95
- сжатых элементов решетки таврового сечения при гибкости их больше 60 - 0.8
Тип фермы
Пролет фермы L = 30.0 м
Высота фермы H = 3.15 м
Количество панелей верхнего пояса 10
Раскрепления из плоскости
Узлы верхнего пояса: все
Узлы нижнего пояса: только крайние
Сечение верхнего пояса - Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L120x15
Сечение нижнего пояса - Уголок неравнополочный по ГОСТ 8510-86* L160x100x9
Сечение раскосов - Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L90x12
Сечение стоек - Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L70x5
Сечение опорных раскосов - Уголок неравнополочный по ГОСТ 8510-86* L160x100x10
Сечение верхнего пояса
Сечение: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L120x15
Геометрические характеристики сечения
|
Параметр |
Значение |
|
A |
Площадь поперечного сечения |
67.98 |
см2 |
Av,y |
Условная площадь среза вдоль оси Y |
30.214 |
см2 |
Av,z |
Условная площадь среза вдоль оси Z |
25.364 |
см2 |
Iy |
Момент инерции относительно оси Y |
897.527 |
см4 |
Iz |
Момент инерции относительно оси Z |
2141.384 |
см4 |
It |
Момент инерции при стесненном кручении |
49.747 |
см4 |
Iw |
Секториальный момент инерции |
0.0 |
см6 |
iy |
Радиус инерции относительно оси Y |
3.634 |
см |
iz |
Радиус инерции относительно оси Z |
5.613 |
см |
Wy+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Y |
254.434 |
см3 |
Wy- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Y |
105.935 |
см3 |
Wz+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Z |
167.952 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
167.952 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
156.04 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
290.788 |
см3 |
ay+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) |
3.743 |
см |
ay- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) |
1.558 |
см |
az+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) |
2.471 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
2.471 |
см |
Сечение нижнего пояса
Сечение: Уголок неравнополочный по ГОСТ 8510-86* L160x100x9
Геометрические характеристики сечения
|
Параметр |
Значение |
|
A |
Площадь поперечного сечения |
45.74 |
см2 |
Av,y |
Условная площадь среза вдоль оси Y |
21.13 |
см2 |
Av,z |
Условная площадь среза вдоль оси Z |
12.618 |
см2 |
Iy |
Момент инерции относительно оси Y |
371.677 |
см4 |
Iz |
Момент инерции относительно оси Z |
2744.0 |
см4 |
It |
Момент инерции при стесненном кручении |
11.92 |
см4 |
Iw |
Секториальный момент инерции |
0.0 |
см6 |
iy |
Радиус инерции относительно оси Y |
2.851 |
см |
iz |
Радиус инерции относительно оси Z |
7.745 |
см |
Wy+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Y |
166.274 |
см3 |
Wy- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Y |
47.868 |
см3 |
Wz+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Z |
165.301 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
165.301 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
78.871 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
264.751 |
см3 |
ay+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) |
3.635 |
см |
ay- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) |
1.047 |
см |
az+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) |
3.614 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
3.614 |
см |
Сечение раскосов
Сечение: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L90x12
Геометрические характеристики сечения
|
Параметр |
Значение |
|
A |
Площадь поперечного сечения |
40.66 |
см2 |
Av,y |
Условная площадь среза вдоль оси Y |
18.453 |
см2 |
Av,z |
Условная площадь среза вдоль оси Z |
15.178 |
см2 |
Iy |
Момент инерции относительно оси Y |
299.205 |
см4 |
Iz |
Момент инерции относительно оси Z |
734.049 |
см4 |
It |
Момент инерции при стесненном кручении |
18.994 |
см4 |
Iw |
Секториальный момент инерции |
0.0 |
см6 |
iy |
Радиус инерции относительно оси Y |
2.713 |
см |
iz |
Радиус инерции относительно оси Z |
4.249 |
см |
Wy+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Y |
112.051 |
см3 |
Wy- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Y |
47.27 |
см3 |
Wz+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Z |
76.463 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
76.463 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
69.727 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
132.969 |
см3 |
ay+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) |
2.756 |
см |
ay- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) |
1.163 |
см |
az+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) |
1.881 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
1.881 |
см |
Сечение стоек
Сечение: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L70x5
Геометрические характеристики сечения
|
Параметр |
Значение |
|
A |
Площадь поперечного сечения |
13.72 |
см2 |
Av,y |
Условная площадь среза вдоль оси Y |
5.383 |
см2 |
Av,z |
Условная площадь среза вдоль оси Z |
5.092 |
см2 |
Iy |
Момент инерции относительно оси Y |
63.836 |
см4 |
Iz |
Момент инерции относительно оси Z |
136.471 |
см4 |
It |
Момент инерции при стесненном кручении |
1.114 |
см4 |
Iw |
Секториальный момент инерции |
0.0 |
см6 |
iy |
Радиус инерции относительно оси Y |
2.157 |
см |
iz |
Радиус инерции относительно оси Z |
3.154 |
см |
Wy+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Y |
33.582 |
см3 |
Wy- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Y |
12.519 |
см3 |
Wz+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Z |
18.442 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
18.442 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
18.808 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
31.568 |
см3 |
ay+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) |
2.448 |
см |
ay- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) |
0.912 |
см |
az+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) |
1.344 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
1.344 |
см |
Сечение опорных раскосов
Сечение: Уголок неравнополочный по ГОСТ 8510-86* L160x100x10
Геометрические характеристики сечения
|
Параметр |
Значение |
|
A |
Площадь поперечного сечения |
50.56 |
см2 |
Av,y |
Условная площадь среза вдоль оси Y |
16.389 |
см2 |
Av,z |
Условная площадь среза вдоль оси Z |
23.676 |
см2 |
Iy |
Момент инерции относительно оси Y |
1332.821 |
см4 |
Iz |
Момент инерции относительно оси Z |
826.016 |
см4 |
It |
Момент инерции при стесненном кручении |
16.241 |
см4 |
Iw |
Секториальный момент инерции |
0.0 |
см6 |
iy |
Радиус инерции относительно оси Y |
5.134 |
см |
iz |
Радиус инерции относительно оси Z |
4.042 |
см |
Wy+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Y |
254.676 |
см3 |
Wy- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Y |
123.792 |
см3 |
Wz+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Z |
77.926 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
77.926 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
218.643 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
145.414 |
см3 |
ay+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) |
5.037 |
см |
ay- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) |
2.448 |
см |
az+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) |
1.541 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
1.541 |
см |
Загружения
Загружение 1 - Снеговое
Пояс, к которому приложена нагрузка: верхний
Усилия в элементах фермы
(Значения усилий приведены в kN)
№ эл. |
Комбинации |
Загружения |
|
|
Nmin |
Nmax |
1 |
Верхний пояс |
|||
1 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
2 |
-662.074 |
0.0 |
-696.92 |
3 |
-662.074 |
0.0 |
-696.92 |
4 |
-919.873 |
0.0 |
-968.288 |
5 |
-919.873 |
0.0 |
-968.288 |
6 |
-906.959 |
0.0 |
-954.693 |
7 |
-906.959 |
0.0 |
-954.693 |
8 |
-638.557 |
0.0 |
-672.166 |
9 |
-638.557 |
0.0 |
-672.166 |
10 |
-3.51548e-14 |
0.0 |
-3.70051e-14 |
Нижний пояс |
|||
11 |
0.0 |
371.254 |
390.793 |
12 |
0.0 |
844.278 |
888.713 |
13 |
0.0 |
940.767 |
990.281 |
14 |
0.0 |
818.449 |
861.525 |
15 |
0.0 |
359.495 |
378.416 |
Раскосы |
|||
16 |
-538.318 |
0.0 |
-566.65 |
17 |
0.0 |
421.689 |
443.884 |
18 |
-264.195 |
0.0 |
-278.1 |
19 |
0.0 |
109.614 |
115.383 |
20 |
-30.296 |
0.0 |
-31.89 |
21 |
-49.022 |
0.0 |
-51.602 |
22 |
0.0 |
128.34 |
135.094 |
23 |
-260.842 |
0.0 |
-274.571 |
24 |
0.0 |
404.64 |
425.937 |
25 |
-521.268 |
0.0 |
-548.703 |
Стойки |
|||
26 |
-39.416 |
0.0 |
-41.49 |
27 |
-114.047 |
0.0 |
-120.05 |
28 |
-57.437 |
0.0 |
-60.46 |
29 |
-57.437 |
0.0 |
-60.46 |
30 |
-104.129 |
0.0 |
-109.61 |
31 |
-39.416 |
0.0 |
-41.49 |