- •Курсовой проект
- •5. Расчет и конструирование подкрановой балки
- •1. Компоновка поперечной рамы
- •1.1 Размещение колон в плане.
- •1.2. Основные параметры поперечной рамы.
- •1.3. Система связей.
- •1.4. Система фахверков.
- •2. Статический расчет поперечной рамы.
- •2.1. Расчетная схема рамы.
- •2.2. Нагрузки на поперечную раму.
- •2.3. Статический расчет поперечной рамы.
- •3. Расчет стропильной фермы.
- •3.1. Сбор нагрузок на ферму.
- •3.2. Определение усилий в стержнях фермы.
- •3.3 Подбор и проверка сечений стержней фермы.
- •3.4. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам и поясам ферм.
- •4 Расчет ступенчатой колонны производственного здания.
- •4.1. Определение расчетных длин колонны.
- •4.2. Подбор сечения верхней части колонны.
- •4.4. Расчет решетки подкрановой части колонны.
- •4.5. Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
- •5. Расчет и конструирование подкрановой балки.
- •5.2. Расчет подкрановой балки.
- •5.3. Определение расчетных усилий.
- •5.4. Подбор сечения балки.
- •5.5. Проверка прочности сечения.
4.4. Расчет решетки подкрановой части колонны.
Поперечная сила в сечении колонны Qmax = 124.3 кН;
Условная поперечная сила:
Qусл 0.2A = 0.2(57.48 + 157) = 42.896 < Qmax = 124.3кН;
Расчет решетки проводим на Qmax.
Усилие сжатия в раскосе:
Задаемся
Требуемая площадь раскоса:
R = 225МПа = 22,5кН/см2 (фасонный прокат из стали Вст3кп2); = 0,75 (сжатый уголок, прикрепляемый одной полкой).
Принимаем уголок 80x6;
Ар =9.38 см2;
imin = 1.58см;
amx = lp / imin = 163.4/1.58 = 103.4 = 0.541
(см. рис. 4.1.в)
Напряжение в раскосе:
Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня
Геометрические характеристики всего сечения:
A = AB1 + AB2 = 54.48 + 157= 211.48см2
Ix = AB1y12 + AB2y22 = 54.48·85.432 + 157·31.282 = 551225см4
Приведенная гибкость:
- площадь сечения раскосов по 2-м граням сечения колонны.
Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 4-4):
N2 =1732.3кН; M2 = 790.9кНм;
Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь:
N1 = 1481.9; M1 = 497.8кНм;
Устойчивость сквозной колонны как единого стержня их плоскости действия момента проверять не нужно, т.к. она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.
4.5. Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:
М = 301,62кНм; N = 624кН;
M = -373,56кНм; N = 925,64кН;
Давление кранов Dmax =1024.97кН;
Прочность стыкового шва проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны.
1-ая комбинация М и N:
- наружная полка:
- внутренняя полка:
2-ая комбинация М и N:
- наружная полка:
- внутренняя полка:
Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия по формуле:
- ширина опорных ребер балок.
- толщина стенки траверсы и плиты.
- длина сминаемой поверхности.
Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-ая комбинация):
Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы:
Принимаем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d = 1.4…2мм, ш = 0,9; С = 1,05.
Назначаем kш = 6мм; ушсв = уссв = 1,05·16,5 = 17,3 кН/см2
< 85
В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.
М = -236.03кНм; N =559.4кН;
Принимаем катет шва 7мм
Требуемая длина шва:
< 85
Принимаем hтр = 70см
Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M, Dmax. Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 420х12мм; верхние горизонтальные ребра из 2-х листов 180х12мм. (см. рис. 4.2.в.)
Найдем геометрические характеристики траверсы:
Найдем положение центра тяжести траверсы:
Максимальный изгибающий момент возникает в траверсе при 2-ой комбинации усилий:
Коэффициент k=1,2 учитывает неравномерную передачу усилия Dmax.
4.6. Расчет и конструирование базы колонны.
Проектируем базу раздельного типа.
Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4 – 4):
M = 790.94кНм; N = 1732.3кН;
M = -312.82кНм; N = 1588.6кН;
Определяем усилия в ветвях колонны:
База наружной ветви. Требуемая площадь плиты:
По конструктивным соображениям свес плиты С2 должен быть не менее 4см. Тогда:
В ≥ bн + 2С2 = 42.5 + 2•4 = 50.5см
принимаем В = 55см. принимаемL = 40см.
Апл.факт. = 40·55 =2200см2 > Апл.тр. = 1517.1см2
Среднее напряжение в бетоне под плитой:
Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно:
2(bn + tст – Z0) = 2(18 + 2,0 – 8.29) = 23.42см;
при толщине траверсы 12мм c1 = (40 – 23.42 – 2·1.2)/2 =7.09 см
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:
Участок 1: (консольный свес с = с1 =7.09см)
Участок 2: (консольный свес с = с2 = 4см)
Участок 3: (плита опертая по контуру);
b/a = 37.6/18 = 2.1 > 2; = 0.125
Участок 4: (плита опертая по контуру);
b/a = 37.6/4.4 = 8.5 > 2; = 0.125
Принимаем для расчета Mmax = 31.19 кНсм;
Требуемая толщина плиты:
Принимаем tпл = 32мм; (2мм – припуск на фрезеровку)
Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности всё усилие в ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой Св-08А. Принимаем катет шва kш = 8мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:
Принимаем hтр = 25см