Расчетная схема траверсы

 

 

Условная поперечная сила вычисляем по формуле 23*[2]

Q_fic = 7,15 × 10^-6 (2330– E / R_y) N / j,

(7.15/(1000000))·(2330–(2.1·1000000)/3200)·(253.622·1000/0.689)=4405.19=4.41т<16.34т

Расчёт решетки проводим на Q_max.

Усилие сжатия в раскосе

16.34/(2·0.724)=11.28 т

11.285·1000/(0.542·3200·0.75)=8.68 см2

γ_с=0,75(сжатый уголок, прикрепляемый одной полкой).

Принимаем L80x12

17.9 см2

1.55 см

(1.5^2+1.575^2)^0.5=2.17 м

2.18·100/1.55=140.65

0.242

11.285·1000/(0.242·17.9)=2605.15<3200·0.95=3040кг/см2

Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стерж­ня по формуле (14.9).

Геометрические характеристики всего сечения:

72.16+114.2=186.36см2

1446.9+72.16·89.099^2+29125.37+114.2·56.3^2=965402.54 см4

(965402.54/186.36)^0.5=71.97

22.164·100/71.974=30.79

Приведённая гибкость

2·17.9=35.8

(30.794^2+27·186.36/35.8)^0.5=33

32.997·(3200/2060000)^0.5=1.3

Для комбинации усилий догружающих наружную ветвь (сечение 4-4),

N₂= 253.622 т, M₂= 106.008 т×м;

106.008·100·186.36·(56.3+4.601)/(253.622·965402.54)=0.49

по найденным по и m_X находим =

Находим =0.62;

253.622·1000/(0.62·186.36)=2195.04<3200·0.95=3040кг/см2

Для комбинации усилий догружающих подкрановую ветвь (сечение 3 – 3)

N₁= 212.15, M₁= 80.762 т*м;

80.762·100·186.36·89.099/(212.15·965402.54)=0.65

Находим = 0.564

212.15·1000/(0.564·186.36)=2018.42<3200·0.95=3040кг/см2

Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.

 

 

5.7. Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.

Расчётные комбинации усилий в сечении над уступом:

1) M= 22 т*м; N= 47.68 (загружение 1, 3, 4);

2) M= -26.246 т*м; N= 89.15 т (загружение 1,2,5*);

Давление кранов D_mах= 132.15 кН.

Прочность стыкового шва (W1) проверяем в крайних точках сечения надкрановой части.

Площадь шва равна площади сечения колонны.

Первая комбинация M и N:

Наружная полка:,

47.68·1000/161.76+22·100000/5307.94=709.23<3200·0.95=3040кг/см2

Внутренняя полка:

47.68·1000/161.76–22·100000/5307.94=-119.72<3200·0.95=3040кг/см2

Вторая комбинация M и N:

Наружная полка:

s= 89.15·1000/161.76+-26.246·100000/5307.94=56.66<3200·0.95=3040кг/см2

Внутренняя полка:

s= 89.15·1000/161.76+-26.246·100000/5307.94=56.66<3200·0.95=3040кг/см2

Толщину стенки траверсы определяем из условия ее смятия по формуле (14.28):

4800/1.025=4682.93

- коэффициент надежности по табл.2* [2]

132.15·1000/(34·4682.93)=0.83 см

 

Принимаем t_тр=1см.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация)

89.15·1000/2–-26.246/100=44575.26

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (ш2)

Принимаем полуавтоматическую сварку проволокой марки СВ-08А d=2мм . Назначаем k_F = 7мм;

1800 кг/см2

 

4800·0.45=2160 кг/см2

0.9·1800=1620 < 1.05·2160=2268

44575.26/(4·0.7·1620)=9.83

 

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы

Для расчёта шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий дающую наибольшую реакцию траверсы. N= 89.15 т, M= -26.25т

89.15·100/(2·150)–-26.25·100/150+132.15·0.9=166.15т

Коэффициент учитывает, что усилия N и M приняты для 2-го основного сочетания нагрузок. Требуемая длина шва (K_F=0,7см)

166.152·1000/(4·0.7·1620)=36.63

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы (линия 1-1) определим высоту траверсы h_TP по формуле (14.31):

= 166.152·1000/(2·0.7·1810.732)=65.54

0.58·3200/1.025=1810.73

 

0.7 см- толщина стенки двутавра 40Б1СТО АСЧМ 20-93

Принимаем h_TP= 70 см.

Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M и D_mах. Нижний пояс принимаем конструктивно из листа 450х10, верхние горизонтальные ребра – из двух листов 100х10 мм.

Геометрические характеристики траверсы:

ун=(2·10·1·(1+70–1.5–1/2)+70·1·(1+70/2)+45·1·(1/2))/(2·10·1+70·1+1·45)=29.06

Ix=2*((10*1³)/12+10*1*39.94²)+((1*70³)/12+70*1*6.94²)+((45*1³)/12+45*1*28.56²)=100569.59

100569.59/29.06=3460.76

Максимальный изгибающий момент возникает в траверсе при 2-й комбинации усилий:

 

(–-26.25·1000·100/150+89.15·1000·100/300)·50=2360833.33

2360833.333/3460.76=682.17<3200·0.95=3040кг/см2

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при комбинации усилий 1, 2, 3, 4(-), 5*

89.15·100/300–(-26.25/150)+1.2·0.9·132.15/2=101.25

101.253·1000/(1.2·70)=1205.39< 1810.7 кг/см2

12

100

450

 

 

5.8. Расчёт и конструирование базы колонны.

 

Ширина нижней части колонны превышает 1 м,поэтому проектируем базу раздельного типа.

Расчётные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4)

1) M= 106.01 т*м; N= 253.62 т (для расчёта базы наружной ветви);

2) M= -80.76 т×м; N= 212.15 т (для расчёта базы подкрановой ветви).

Усилия в ветвях колонны определим по формулам (14.19 и 14.20):

–-80.76·100/145.399+212.15·56.3/145.399=137.69 т

106.01·100/145.399+253.62·56.3/145.399=171.11 т*м

 

База наружной ветви. Требуемая площадь плиты

171.114/0.085=2013.11 см2

R_B — расчётное сопротивление бетона на сжатие

По конструктивным соображениям свес плиты с₂ должен быть не менее 4см.

Тогда 39.6+2·4=47.6

принимаем B= 50 см;

= 2013.106/50=40.26 см

Принимаем L= 45 см;

45·50=2250

Среднее напряжение в бетоне под плитой

171.114·1000/2250=76.05 кг/см2

участок №1 (консольный свес С=С₁= 7.7 см)

(76.051*7.7²)/2=2254.53кг*см

участок №2 (консольный свес C=C₂= 5.2 см)

(76.051*5.2²)/2=1028.21кг*см

участок №3 (плита опертая на четыре стороны; 36.4/16=2.28 >2; a=0,125; а=);

0.125*76.051*16²=2433.63 кг*см

участок №4 (плита оперта на четыре стороны; b/a= 36.4/8.2=4.44>2; a=0,125);

0.125*76.051*8.2²=639.21кг*см

 

Принимаем для расчёта M_mах=M₁= 2433.6 кг*см;

Требуемая толщина плиты:

(6·2433.632/3200)^0.5=2.14

R_у=3200кг/см²

Принимаем t_пл= 30 мм (2мм – припуск на фрезеровку).

 

 

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-10Г2, d=1,4-2мм, k_f=8мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:

171.114·1000/(4·0.8·1620)=33.01 см

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d=1,4-2мм, k_f=8мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:

Требование к максимальной длине швов выполняется. Крепление траверсы к плите принимаем угловыми швами k_f=8мм.

Принимаем h_тр=42см.

Проверяем прочность швов:

171.114·1000/(0.8·4·42)=1273.17 < 1620 кг/см2 швы удовлетворяют требованиям прочности

 

Расчёт анкерных болтов.

N= 93.17 т; М= 81.69 т*м.

Усилия в анкерных болтах F_a =(M – Ny₂)/h₀= (81.69·100–93.17·56.3)/145.399=20.11 т

 

площадь сечения болтов из стали Вст3кп2 R_ва= 1850кг/см² табл 60* [2]

Ав,тр=Fagn/Rва=20.107·1000·0.95/1850=10.33 см2

Принимаем 4 болта Æ 24, А_ва= 3.52·4=14.08 см².

Усилия в анкерных болтах наружней ветви меньше. Из конструктивных решений принимаем такие же болты.