СИЯНОВ / ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗРАЗОК
.pdf
3 РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ ПОЗАЦЕНТРОВО-СТИСНУТОЇ КОЛОНИ
3.1 Розрахункова схема колони, розрахункові зусилля
Розрахункова схема колони наведена на рис. 3.1, яка взята із розрахунку ПК Lira.
1-постійне
24 |
7 |
|
|
||
|
1 |
|
20 |
23 |
|
19.4 |
||
22 |
||
18.4 |
31934 |
|
|
3 |
|
10 |
27 |
|
|
||
|
36 |
|
5 |
26 |
|
|
||
|
35 |
|
|
30 |
|
-1 |
39 1 |
Z
1 0.6 4
8.4
5
1 5
X |
0.25 |
|
Рисунок 3.1 – Розрахункова схема одноступінчатої колони
Вхідні дані:
-прив’язка колони a=250 мм;
-висота перерізу верхньої частини колони hв = 700 мм;
-висота перерізу нижньої частини колони hн = 1250 мм;
-довжина верхньої частини колони Нв = 5600 мм;
-довжина нижньої частини колони Нн = 19400 мм;
-повна довжина колони Н = 25000 мм.
Розрахункові зусилля:
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Аркуш |
|
. |
|
||
27 |
|||
Змн. Аркуш № документа Підпис Дата |
|
М = -706,2 кН·м , N = -455,91 кН – для розрахунку верхньої частини колони; Nв = -455,9 кН, Nн = -1354,5 кН – для визначення розрахункових довжин колони;
Qд = -76,4 кН, QА= -163,3 кН – для верхньої і нижньої частини колони;
М1 = - 617,75 кН·м, N1 = -1447,7 кН – для розрахунку підкранової вітки колони; М2 = 1339,5 кН·м, N2 = -1160,43 кН – для розрахунку зовнішньої вітки колони; М3 = 641,47 кН·м, N3 = -878,9 кН – для розрахунку анкерних болтів підкранової вітки колони;
М4 = -820,6 кН·м, N4 = -467,75 кН – для розрахунку анкерних болтів зовнішньої вітки колони.
Ів/Ін=1/5; сталь С245 Ry=240 МПа.
3.2 Розрахунокіконструювання верхньої частини колони
У результаті розрахунку за програмою Lira підібрано переріз верхньої частини колони:
hw ×tw =800×6 мм; bf ×tf = 320×14 мм.
3.3 Конструювання верхньої частини колони Перевіряємо умову встановлення ребер жорсткості:
80 |
=133,33 > 2,3 |
2,06 104 |
= 68,83, отже ребра жорсткості є необхідними. |
0,6 |
|
23 |
|
Та допоміжне парне ребро жорсткості в границях висоти ферми на колоні. Розміри парних ребер жорсткості:
br = (800 / 30)+ 40 = 70 мм,
t |
|
= 2 b |
|
|
|
= 2 7,0 |
23 / 2,06 104 |
= 0,47см. |
r |
R |
y |
/ E |
|||||
|
r |
|
|
|
|
|||
Приймаємо br ×tr = 70×6 мм (рис. 3.3).
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Аркуш |
|
. |
|
||
28 |
|||
Змн. Аркуш № документа Підпис Дата |
|
Рисунок 3.3 – Конструювання верхньої частини колони
3.4 Підбір перерізу нижньої частини колони і перевірка стійкості її віток
У результаті розрахунку за програмою Lira підібрано переріз нижньої частини колони:
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Аркуш |
|
. |
|
||
29 |
|||
Змн. Аркуш № документа Підпис Дата |
|
верхня вітка:
hw ×tw = 500×18 мм; bf ×t f = 450×25 мм.
Вітка – двутавр 55Б1.
3.5 Колона якєдиний стержень
У результаті розрахунку за програмою Lira підібрано переріз нижньої частини колони, яка складається з двох віток, з’єднаних системою решіток – кутики рівнополичні 100×100×10 мм, що розміщені на протязі всієї підкранової частини колони, яка має форму складеного перерізу з двотавра 55Б1 та зварного швелера висотою 500 м.
Рисунок 3.5 – Фрагмент наскрізної колони: а – конструкція стержня; б – розрахункова схема
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Аркуш |
|
. |
|
||
30 |
|||
Змн. Аркуш № документа Підпис Дата |
|
3.6Монтажний стик та вузол з’єднання верхньої і нижньої час тини
колони Стики в колонах: через обмежену довжину прокатної сталі – заводські,
для розділення колони на відправні елементи – монтажні.
Заводські стики виконуються зварними у стик з повним проваром, монтажні з’єднання – в стик з повним проваром або на високоміцних болтах, торці елементів при цьому фрезерують.
3.7Розрахунокіконструювання бази колони
Розрахункові комбінації зусиль у нижньому перерізі колони приймається з таблиці статичного розрахунку рами, обираємо найбільші:
1.MA1 = -1225,26 кН·м; NA1 = -1638,91 кН (для розрахунку бази підкранової вітки колони);
2.MA2 = 1542,43 кН·м; NA2 = -1160,43 кН (для розрахунку бази зовнішньої вітки колони).
Z0 = 5,2 см , тоді h0 = hн – Z0 = 1000 – 52 = 948 см.
Координати центрів ваги віток колони визначаємо за формулами :
y1 |
= |
|
M2 |
|
h0 |
|
|
= |
1542,43 |
0,948 = 0,53 |
м = 530 мм, |
||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
M1 |
|
+ |
|
M2 |
|
|
1542,43 |
+1225,26 |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
y2 = h0 − y1 =948 −530 = 418см.
Зусилля у вітках колони:
- підкрановій: Nв1 = |
N1 y2 |
+ |
M1 |
= |
1638,91 41,8 +122526 |
= 2120кН; |
|||||||
h0 |
h0 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
84,8 |
|
84,8 |
|
|||||
- зовнішній: Nв2= |
N2 y1 |
+ |
|
M2 |
= |
1160,43 53 |
+ |
154243 = 2456кН. |
|||||
|
|
|
84,8 |
||||||||||
|
|
h0 |
|
h0 |
|
|
84,8 |
|
|||||
Для фундаменту приймаємо бетон В 12,5, для якого розрахунковий опір осьовому стиску Rb = 7 МПа = 0,7 кН/см2.
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Аркуш |
|
. |
|
||
31 |
|||
Змн. Аркуш № документа Підпис Дата |
|
а) Розрахунок опорної плити
Потрібна площа опорної плити зовнішньої вітки при центральному стиску:
Апт = Nв2/Rb,loc = 2456/0,84 = 2924 см2,
де Rb,loc – розрахунковий опір бетону фундаменту місцевому стиску, Rb,loc=(1,2 ÷1,5) Rb; у даному прикладі приймаємо Rb,loc=1,2Rb=1,2 0,7 = 0,84МПа
Ширина опорної плити приймається конструктивно:
В = bω +2C2 = 55+2·4 = 63 см = 630 мм , де С2 = 4 ÷8 см.
Приймаємо В=630 мм, при цьому потрібна довжина опорної плити
Lпт = Aпт /B = 2924/63 = 47 см,
попередньо приймаємо L = 470 мм . Фактична площа опорної плити:
Aпт = BL= 63·47 = 2961 см2 > А = 2924 см2.
Розміри фундаменту під опорною плитою приймають на 40 ÷ 60 см більше габаритів плити.
Середнє напруження в бетоні під плитою приймаємо за рівномірно розподілене навантаження і визначаємо за формулою
σф = g = Nb2 / Aпт = 2456 / 2961 = 0,83 кН/см2 < Rb,loc = 0,84 кН/см2.
З умови симетричного розташування траверс відносно центру ваги вітки відстань між траверсами дорівнює:
2(bf + tω - z0) = 2(23+1,8–4) = 34,4 см; при товщині траверси 12 мм виступ плити c1=(47 – 34,4 –2·1,2)/2 =5,1 см.
c1=5,1 см < 8 см.
Товщину плити визначаємо з умов її роботи на згин як пластини, опертої сторонами на торці віток, траверси і ребра або як консолей, защемлених на опорі.
Ділянка 1:
M1=g с12 
2 =1,02 5,12 / 2 =13,27кН см.
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Аркуш |
|
. |
|
||
32 |
|||
Змн. Аркуш № документа Підпис Дата |
|
Ділянка 2:
M2=g (с2 +1,6)2 
2 =1,02 (4,5 +1,6)2 
2 =18,97кН см, Так як b1/a1=5,5/34,4=0,16<0,5.
Ділянка 3: b2/а2=546/230=2,4> 2
M3=g a2 /8 =1,02 162 /8 = 32,64 кН·см.
Ділянка 4 (плита оперта на 4 сторони):
M =1,02 102 /8 =12,75кН·см,
Приймаємо для розрахунку Мmax= 32,64 кН·см. Потрібна товщина плити
t пл.= 
6Mmax Rуγс = 
6 32,6422 1 = 2,98см,
тут Rу =22 кН/см2.
Приймаємо t = 32 мм (додається 2 мм на фрезерування ). б) Розрахунок траверси
Призначається конструктивно товщина траверси tТ=12 мм, висота траверси hТ=460 мм.
в) Розрахунок анкерних болтів Анкерні болти в обох вітках колони розраховують на спеціальні комбінації
зусиль, які приймаються з таблиці статичного розрахунку рами: - для розрахунку анкерних болтів підкранової вітки:
М3=+641 кН·м, N3=-878 кН;
- для розрахунку анкерних болтів зовнішньої вітки:
М4=-820,6 кН·м, N4=-467,75 кН.
Зусилля, діюче в анкерних болтах підкранової вітки колони
Nа.б.1 |
= − |
N3 у2 |
+ |
M3 |
= − |
878 30 |
+ |
64100 |
=1067 кН; |
|
h0 |
84,8 |
84,8 |
||||||||
|
|
|
h0 |
|
|
|
. |
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Змн. Аркуш № документа |
Підпис Дата |
|
Аркуш
33
зусилля, діюче в анкерних болтах зовнішньої вітки колони:
Nа.б.2 = − |
N4 у1 |
+ |
|
M4 |
|
|
= −467,78 |
+ 82060 |
= −973кН |
||
|
|
||||||||||
|
|||||||||||
h0 |
|
h0 |
|
|
|||||||
|
|
|
84,8 |
84,8 |
|
|
|||||
Розраховуємо анкерні болти по зусиллю |
Nа.б.1=1067 кН. |
||||||||||
Потрібна площа нетто болтів: ∑Abп,пт |
= NА.Б.1 Rbt |
γc =1067 / 22,5 =47,4см2 , |
|||||||||
Rbt = 225 МПа = 22,5 кН/см2 ; γ с = 1 |
|
|
|
||||||||
Приймаємо 4 |
болти |
|
|
діаметром |
48 |
у |
кожній |
вітці колони при цьому: |
|||
∑Abп =14,72 4 = 58,88 cм2 > ∑Аbп,пт = 47,4см2 .
Рисунок 3.6 – Розміщення анкерних болтів на анкерній плитці
г) Розрахунок анкерної плити
Анкерна плитка завантажена двома силами F, кожна з яких дорівнює:
F = Nа.б.12 / n = 973/ 4 = 243,25кН.
Рисунок 3.7 – Розрахункова схема анкерної плитки
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Аркуш |
|
. |
|
||
34 |
|||
Змн. Аркуш № документа Підпис Дата |
|
Згинальний момент в анкерній плиті: Mпл = 243,25 5,5 =1338 кН см. |
|
||||||||||||
Приймаємо сталь С390, Ry = 380 МПа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Потрібний момент опору: |
W |
= |
Mnл |
= |
1338 |
= 35см |
3 |
, |
|
||||
|
|
|
xn |
|
R yγc |
|
38 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
при цьому |
W |
|
= (b −d |
0 |
) t2 |
/ 6 |
|
|
|
|
|||
|
xn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
b = 20 см; d0 = 5 cм, тоді t = |
6Wxn |
/(b −d0 ) = |
6 35/(20 −5) = 3,7 см. |
|
|||||||||
Приймаємо анкерні плитки в обох вітках колони однаковими 200х37 мм |
|||||||||||||
зі сталі С390 з отворами для болтів d0 = 50 мм. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
Аркуш |
||||||||
. |
|
|
|
35 |
|||||||||
Змн. Аркуш № документа Підпис Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ КРОКВЯНОЇ ФЕРМИ |
|||||||||||||
4.1 Розрахункова схема ферми і схема навантажень |
|
|
|
|
||||||||||
1- А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
67.38 |
|
|
67.38 |
|
67.38 |
|
67.38 |
|
67.38 |
|
|
|
12 |
17 |
17 |
|
18 |
18 |
19 |
19 |
20 |
20 |
21 |
|
21 |
22 |
13 |
0.865 |
|
0.556865 |
|
|
0.86522 |
|
0.556865 |
|
0.86522 |
|
0.556865 |
|
0.865 |
|
|
25 |
|
|
26 |
23 |
27 |
|
28 |
24 |
29 |
|
|
30 |
|
8 |
|
15 |
|
|
15 |
|
41 |
|
16 |
16 |
|
|
9 |
|
0.556865 |
|
|
|
|
0.86522556 |
|
|
|
0.86522556 |
|
|
|
|
0.556865 |
ZY |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АX |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
Рисунок 4.1 – Розрахункова схема ферми |
|
|
|
||||||
Прогон ферми l |
φ |
= L − 2( h' |
− a ) =18 − 2( 0,7 − 0,5 ) =17,5 м. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Висота ферми на опорі по габаритах поясів Нф |
= 3150 мм. |
|
|
|
|
|||||||||
Висота ферми у розрахунковій схемі приймається приблизно |
hф |
=3050 мм . |
||||||||||||
Вузлові навантаження: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- від покриття: Fn1 = qn·(d1+ d2)/2 = 22,46·(2,5+3,0)/2 = 61,77 кН, |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Fn2 = qn d2 = 22,46·3,0 = 67,38 кН; |
|
|
|
|
|
|
||||||
- від снігу: |
Fs1=S·(d1+d2)/2=7,75·(2,5+3)/2=21,31 кН, |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Fs2=S·d2=7,75·3,0=23,25 кН. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
08-08.МК.ХХХ.00.000 ПЗ |
|
Аркуш |
|||||
|
. |
|
|
|
|
|
|
36 |
||||||
Змн. Аркуш № документа Підпис |
Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||