5.6. Расчет и конструирование базы колонны
Ширина нижней части колонны превышает 1м, поэтому конструируем базу раздельного типа.
Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны 4-4.
- для подкрановой ветви
N = 127.0 кН,
M = 550.6 кНм.
- для наружной ветви
N = 132.2 кН,
M = -352.7 кНм.
Усилия в ветвях колонны определяются по формуле:
- для подкрановой ветви
- для наружной ветви
Рассчитываем базу наружной ветви.
,
где
(бетон
класса В7.5)
По
конструктивным соображениям свес плиты
мм.
Определяем ширину плиты
Принимаем по ГОСТ 82-70 В=45 см.
Принимаем L=45 см по конструктивным требованиям.
Определяем среднее напряжение под плитой
Из
условия симметричного расположения
траверс относительно центра тяжести
ветви расстояние между траверсами в
свету равно:
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты.
Участок 1 (консольный свес с=с1=3.32 см)
Участок
2 (плита опертая на 3 стороны
)участок
считаем как консольный
Участок
3(плита, опертая на четыре стороны;
)
Участок
4(плита, опертая на четыре стороны;
)
Принимаем
для расчета
Требуемая толщина плиты
Принимаем
(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 траверсы через четыре угловых шва.
Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d=1.6 мм; kf =8 мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:
Принимаем
.
Расчет анкерных болтов
кН,
,
.
n=4
Принимаем анкерные болты: 4Ø20.
6. Расчет стропильной фермы
6.1. Сбор нагрузок на стропильную ферму
Материал фермы С-245.Сечение фермы выполняется из 2-х равнополочных уголков.
6.1.1. Постоянная нагрузка
Нагрузка от покрытия исключая вес фонаря:
;
где
Узловые
силы
Опорные реакции
6.1.2. Снеговая нагрузка
Расчетная
нагрузка
-нормативное
значение веса снегового покрова
определяется по табл. СНиП
Угловые силы от снеговой нагрузки
6.1.3. Определение усилий в стержнях фермы с помощью программного комплекса «Кристалл»
Элементы ферм
Общие характеристики
Группа конструкции по таблице 50* СНиП: 3
Сталь: C245 - лист 2-20 мм
Расчетное сопротивление стали Ry= 24.035 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 = 2.25 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 L90x12
Сечение нижнего пояса - Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L90x12
Сечение раскосов - Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L140x12
Сечение стоек - Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L120x10
Сечение опорных раскосов - Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L180x20
Сечение верхнего пояса
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 |
18.15 |
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 |
707.862 |
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 |
4.172 |
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 |
74.512 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
74.512 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
69.727 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
128.903 |
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) |
1.833 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
1.833 |
см |
Сечение нижнего пояса
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 |
18.15 |
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 |
707.862 |
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 |
4.172 |
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 |
74.512 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
74.512 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
69.727 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
128.903 |
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) |
1.833 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
1.833 |
см |
Сечение раскосов
Сечение: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L140x12
Геометрические характеристики сечения
|
Параметр |
Значение |
|
A |
Площадь поперечного сечения |
64.98 |
см2 |
Av,y |
Условная площадь среза вдоль оси Y |
25.662 |
см2 |
Av,z |
Условная площадь среза вдоль оси Z |
24.15 |
см2 |
Iy |
Момент инерции относительно оси Y |
1204.479 |
см4 |
Iz |
Момент инерции относительно оси Z |
2463.544 |
см4 |
It |
Момент инерции при стесненном кручении |
30.514 |
см4 |
Iw |
Секториальный момент инерции |
0.0 |
см6 |
iy |
Радиус инерции относительно оси Y |
4.305 |
см |
iz |
Радиус инерции относительно оси Z |
6.157 |
см |
Wy+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Y |
308.695 |
см3 |
Wy- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Y |
119.277 |
см3 |
Wz+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Z |
169.9 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
169.9 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
176.955 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
286.032 |
см3 |
ay+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) |
4.751 |
см |
ay- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) |
1.836 |
см |
az+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) |
2.615 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
2.615 |
см |
Сечение стоек
Сечение: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L120x10
Геометрические характеристики сечения
|
Параметр |
Значение |
|
A |
Площадь поперечного сечения |
46.48 |
см2 |
Av,y |
Условная площадь среза вдоль оси Y |
18.417 |
см2 |
Av,z |
Условная площадь среза вдоль оси Z |
17.271 |
см2 |
Iy |
Момент инерции относительно оси Y |
634.05 |
см4 |
Iz |
Момент инерции относительно оси Z |
1316.811 |
см4 |
It |
Момент инерции при стесненном кручении |
15.16 |
см4 |
Iw |
Секториальный момент инерции |
0.0 |
см6 |
iy |
Радиус инерции относительно оси Y |
3.693 |
см |
iz |
Радиус инерции относительно оси Z |
5.323 |
см |
Wy+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Y |
190.253 |
см3 |
Wy- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Y |
73.154 |
см3 |
Wz+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Z |
105.345 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
105.345 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
108.577 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
178.142 |
см3 |
ay+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) |
4.093 |
см |
ay- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) |
1.574 |
см |
az+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) |
2.266 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
2.266 |
см |
Сечение опорных раскосов
Сечение: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L180x20
Геометрические характеристики сечения
|
Параметр |
Значение |
|
A |
Площадь поперечного сечения |
136.86 |
см2 |
Av,y |
Условная площадь среза вдоль оси Y |
58.681 |
см2 |
Av,z |
Условная площадь среза вдоль оси Z |
51.005 |
см2 |
Iy |
Момент инерции относительно оси Y |
4121.364 |
см4 |
Iz |
Момент инерции относительно оси Z |
9388.889 |
см4 |
It |
Момент инерции при стесненном кручении |
178.56 |
см4 |
Iw |
Секториальный момент инерции |
0.0 |
см6 |
iy |
Радиус инерции относительно оси Y |
5.488 |
см |
iz |
Радиус инерции относительно оси Z |
8.283 |
см |
Wy+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Y |
791.975 |
см3 |
Wy- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Y |
322.08 |
см3 |
Wz+ |
Максимальный момент сопротивления относительно оси Z |
494.152 |
см3 |
Wz- |
Минимальный момент сопротивления относительно оси Z |
494.152 |
см3 |
Wpl,y |
Пластический момент сопротивления относительно оси Y |
473.709 |
см3 |
Wpl,z |
Пластический момент сопротивления относительно оси Z |
849.066 |
см3 |
ay+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U) |
5.787 |
см |
ay- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U) |
2.353 |
см |
az+ |
Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V) |
3.611 |
см |
az- |
Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V) |
3.611 |
см |
Загружения
Загружение 1 – Постоянное
Пояс, к которому приложена нагрузка: верхний
Загружение 2 - Снеговое
Пояс, к которому приложена нагрузка: верхний
Усилия в элементах фермы
(Значения усилий приведены в kN)
№ эл. |
Комбинации |
Загружения |
||
|
Nmin |
Nmax |
1 |
2 |
Верхний пояс |
||||
1 |
-242.659 |
-171.095 |
-180.1 |
-75.331 |
2 |
-242.659 |
-171.095 |
-180.1 |
-75.331 |
3 |
-575.369 |
-414.789 |
-436.62 |
-169.032 |
4 |
-575.369 |
-414.789 |
-436.62 |
-169.032 |
5 |
-677.787 |
-489.801 |
-515.58 |
-197.88 |
6 |
-677.787 |
-489.801 |
-515.58 |
-197.88 |
7 |
-579.109 |
-414.789 |
-436.62 |
-172.968 |
8 |
-579.109 |
-414.789 |
-436.62 |
-172.968 |
9 |
-245.983 |
-171.095 |
-180.1 |
-78.829 |
10 |
-245.983 |
-171.095 |
-180.1 |
-78.829 |
Нижний пояс |
||||
11 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
12 |
309.358 |
434.449 |
325.64 |
131.675 |
13 |
471.048 |
651.715 |
495.84 |
190.176 |
14 |
471.048 |
653.585 |
495.84 |
192.144 |
15 |
309.358 |
439.019 |
325.64 |
136.485 |
16 |
-3.96909e-15 |
2.50498e-14 |
-4.17799e-15 |
3.05462e-14 |
Раскосы |
||||
17 |
213.869 |
303.324 |
225.125 |
94.163 |
18 |
-239.737 |
-172.829 |
-181.925 |
-70.43 |
19 |
131.789 |
176.151 |
138.725 |
46.697 |
20 |
-95.432 |
-70.324 |
-74.025 |
-26.43 |
21 |
23.441 |
32.59 |
24.675 |
9.63 |
22 |
23.441 |
30.253 |
24.675 |
7.17 |
23 |
-93.095 |
-70.324 |
-74.025 |
-23.97 |
24 |
131.789 |
175.112 |
138.725 |
45.603 |
25 |
-241.295 |
-172.829 |
-181.925 |
-72.07 |
26 |
213.869 |
307.479 |
225.125 |
98.537 |
Стойки |
||||
27 |
-181.994 |
-128.321 |
-135.075 |
-56.498 |
28 |
-38.152 |
-24.624 |
-25.92 |
-14.24 |
29 |
-48.431 |
-36.879 |
-38.82 |
-12.16 |
30 |
-37.706 |
-28.13 |
-29.61 |
-10.08 |
31 |
-49.21 |
-36.879 |
-38.82 |
-12.98 |
32 |
-39.71 |
-24.624 |
-25.92 |
-15.88 |
33 |
-184.487 |
-128.321 |
-135.075 |
-59.122 |