Условная поперечная сила вычисляем по формуле 23*[2]
Qfic = 7,15 × 10-6 (2330– E / Ry) 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 Qmax.
Усилие сжатия в раскосе
16.34/(2·0.724)=11.28 т
11.285·1000/(0.542·3200·0.75)=8.68 см2
γс=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 mX 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 Dmах= 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 tтр=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 kF = 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 (KF=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 hTP 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 hTP= 70 см.
Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M и Dmах. 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
|
|
|
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
RB — 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 Mmах=M1= 2433.6 кг*см;
Требуемая толщина плиты:
(6·2433.632/3200)^0.5=2.14
Rу=3200кг/см2
Принимаем tпл= 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, kf=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, kf=8мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:
Требование к максимальной длине швов выполняется. Крепление траверсы к плите принимаем угловыми швами kf=8мм.
Принимаем hтр=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 Fa =(M – Ny2)/h0= (81.69·100–93.17·56.3)/145.399=20.11 т
площадь сечения болтов из стали Вст3кп2 Rва= 1850кг/см2 табл 60* [2]
Ав,тр=Fagn/Rва=20.107·1000·0.95/1850=10.33 см2
Принимаем 4 болта Æ 24, Ава= 3.52·4=14.08 см2.
Усилия в анкерных болтах наружней ветви меньше. Из конструктивных решений принимаем такие же болты.