4.10 Расчет и конструирование базы колонны

Принимаем базу раздельного типа с фрезерованными торцами ветвей колонны. Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):

М = 450 кНм; N = 3056 кН (для расчета базы подкрановой ветви);

М = - 1861 кНм; N = 1894 кН (для расчета базы наружной ветви).

Усилия в ветвях колонны:

подкрановая ветвь

кН;

наружная ветвь

кН.

База наружной ветви. Требуемая площадь плиты:

см².

По конструктивным соображениям свес плиты с₂ должен быть не менее 70 мм. Тогда ширина плиты:

В = b + 2с₂ = 496+ 270 = 636 мм,

принимаем В = 640 мм;

Длина плиты:

см,

принимаем L = 500 мм.

Площадь плиты:

LB = 5064 = 3200 см² > А_пл.тр = 3145 см².

Напряжения под плитой

МПа.

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояния между траверсами в свету равно:

d = 2(b_f + t_w - z_o) = 2(18 + 1,6 - 4,5) = 30,2 см.

При толщине траверсы 14 мм

с₁ = (L - d - 2t_тр)/2 = (50 - 30,2 - 21,4)/2 = 8,5 см.

Р ис.13 База колонны

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты (рис.13):

участок 1 (консольный свес с = с₁ = 8,5 см)

Нсм;

участок 2 (консольный свес с = с₂ = 7,2 см)

с₂ = (В – b)/2 = (640 – 496)/2 =72 мм.

Нсм;

участок 3 (плита, опертая на четыре канта)

b/а = 46,8/10,6 = 4,4 > 2;  = 0,125

Нсм;

участок 4 (плита, опертая на четыре канта)

b/а = 46,8/18 = 2,6 > 2;  = 0,125

Нсм.

Принимаем для определения толщины плиты М_max = М₄ = 29889 Нсм.

Требуемая толщина плиты:

мм.

Здесь R_y = 220 МПа для стали С 235 толщиной 20...40 мм.

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

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия в ветви передаем на траверсу через четыре угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А; d = 1,4 ... 2 мм; катет углового шва k_f = 8 мм;R_wf =180 Мпа; R_wz= 0,45·R_un = 0,45·360 = 162 Мпа. По табл.34^* β_f = 0,9; β_z = 1,05. Тогда β_f·R_wf= 0,9·180 = 162 МПа < β_z R_wz = 1,05·162 = 170 Мпа.

Требуемая длина шва:

см < 85· β_f··k_f = =85·0,9·0,8=61,2см.

Принимаем h_тр = 48 см > l_w + 1 см = 45,5 + 1 = 46,5 см.

5 Расчет и конструирование стропильной фермы

5.1 Расчетная схема ригеля

Решетчатый ригель поперечной рамы при жестком его сопряжении с колоннами работает как упругозащемленная на опорах однопролетная балочная конструкция. Статический расчет ригеля на вертикальную нагрузку (вес шатра g и снеговая нагрузка S) производится как свободно опертой балочной конструкции. Момент, возникающий от защемления ригеля в колоннах, учитывается как нагрузки, приложенные на опорах свободно опертой балочной конструкции(момент приводится к парам сил). Определение усилий в стержнях ферм может быть выполнен путем построения диаграммы Масквелла – Кремоны или с помощью ЭВМ.

5.2 Сбор нагрузок на ферму

При определении усилий в стержнях фермы (ригеля) должны быть рассмотрены следующие загружения:

Рис.14 К определению усилий в ферме:

а – схема постоянной нагрузки; б,в – схемы снеговой нагрузки

Рис.15 Схема приложения опорных моментов и распора

5.3 Определение усилий в стержнях фермы

Усилия в стержнях фермы определяем раздельно для каждой нагрузки на ЭВМ с использованием программного комплекса "SCAD". Расчетная конечно-элементная модель фермы и схема приложения узловых нагрузок приведена в приложении.

Для определения усилий от опорных (рамных) моментов определяются усилия от единичного момента, приложенного к левой опоре; зеркальное отображение этих усилий дает значения усилий в стержнях фермы от единичного момента, приложенного к правой опоре. Единичный момент заменяется парой сил с плечом, равным расчетной высоте фермы на опоре.

Усилия от единичных моментов умножаются на соответствующие значения моментов и суммируются.

Усилия от распора рамы прикладываем целиком к нижнему поясу.

Результаты статического расчет оформляем в виде сводной таблицы (табл.3), которую в виду симметрии фермы составяем для ее половины. Усилия от опорных моментов и распора рамы учитываем только в том случае, если они догружают стержень или меняют знак с "+" на "-". При учете усилий от опорных моментов снеговая нагрузка вводится с коэффициентом сочетания  = 0,9.