Raschet_i_proektirovanie_karkasa_odnoetazhnogo_proizv._zd

3.2. Расчет узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

Для передачи усилий от надкрановой части колонны и подкрановых балок на подкрановую часть колонны в месте уступа колонны устраивается траверса (рис. 12). Траверса работает на изгиб как балка-стенка на двух опорах.

Расчетными усилиями для расчет соединения являются максимальный отри-

цательный момент M2 и соответствующая нормальная сила N2, принимаемые из таблицы комбинаций усилий для сечения 3-3. Высота траверсы h1 обычно прини-

мается равной (0,5...0,8) hN.

Давление, передаваемое опорными ребрами подкрановых балок Дmax воздей-

ствует на стенку траверсы через плиту толщиной tb=20...25 мм. Торцы траверсы и опорного ребра фрезеруются.

Толщина траверсы и опорного ребра находится из условия их смятия по формуле

t1=Дmax/lefRp c, но не менее 12 мм,

где tef=bp+2tз - расчетная длина сминаемой поверхности; bp - ширина опорно-

го ребра подкрановой балки, принимаемая по табл. 3.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны

Ff=N2/2+M2/hf,

где hf=hw+tf - расстояние между осями полок надкрановой части колонны;

принимаются абсолютные значения N2 и M2.

Назначается сечение вертикальных ребер траверса, суммарная площадь ко-

торых A4=2b4t4 из условия равнопрочности должна быть не менее площади внутренней полки Af=2bftf, при этом толщина ребра принимается t4=bf+6 мм; b4=bf/2 + 5 мм.

При правильном выборе материалов для сварки, соответствующих по проч-

ности основному металлу [2, табл. 55], расчет сварных швов производится по ме-

таллу шва. Если направленный металл прочнее основного, требуется проверка прочности шва и по границе его сплавления с основным металлом.

51

Рис. 17. Узел сопряжения надкрановой и подкрановой частей колонны Толщина сварных швов (ШI), крепящих ребро к траверсе: Kf=Ff4 flwRwf wf c,

где f - коэффициент глубины проплавления, принимаемый по [2, табл. 34] в за-

висимости от вида сварки и положения шва; Rwf - расчетное сопротивление срезу металла шва, принимаемое по [2, табл. 56] в зависимости от вида сварки и поло-

жения шва; Rwf - расчетное сопротивление срезу металла шва, принимаемое по [I, табл. 56]; wf=0,85 для металла шва с Rwus=410 МПа;

lw - расчетная длина флангового шва, в соответствии с [2, п.12.8] должна быть не более 85 fKf. С учетом ограничения длины шва, толщина шва определя-

ется по формуле

52

Прочность траверсы проверяется как прочность балки, опирающейся на вет-

ви подкрановой части колонны и нагруженной усилиями N2, M2, Дmax. Расчетная схема траверсы приведена на рис. 18.

Расчетная поперечная сила в траверсе с учетом половины давления от под-

крановых балок на траверсу.

Qт=F1+кДmax/2, где к=1,2 - коэффициент, учитывающий неравномерную пе-

редачу усилия Дmax вследствие возможного перекоса поверхности опорных ребер подкрановых балок.

53

Ширина верхних горизонтальных ребер b5 назначается не менее ширины вертикальных ребер (b5 b4), их толщина tb=12...25 мм.

Ширина нижнего пояса траверсы b6=2b5+t1, толщина его tb=12 мм.

Определяются геометрические характеристики траверсы.

Положение центра тяжести сечения траверсы

yb=h-yн;

54

Крепление вертикального ребра подкрановой ветви (III3) производится на силу, равную Дmax/2 с учетом неравномерности передачи давления (К=1,2).

Рис. 20. База колонны

Размеры накладки принимается конструктивно: толщина t7 tf, ширина b7

увязывается с b и b.

Длина накладки lн+lb, где lb назначается из условия размещения сварных швов, необходимых для крепления накладки к верхней части колонны. Швы рас-

3.3. Расчет и конструирование базы сквозной колонны

Базы сквозных колонн при ширине колонны 1 м и более устраиваются раз-

дельными под каждую ветвь колонны (рис. 20).

55

Базы раздельного типа рассчитываются аналогично базам центрально-

сжатых колонн. Расчет ведется на комбинацию усилий N и M в сечении на уровне

обреза фундамента, дающих наибольшее сжимающее усилие в каждой ветви:

Рассчитывается база наиболее нагруженной ветви (как правило, наружной).

Требуемая площадь опорной плиты

Aпл BL Nl Rб c

где Rб=Rb- расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии, зависящее от класса бетона (для класса В10; В12,5; В20 соответственно Rb равно 6,0; 7,5; 8,5;

сминающих напряжений, зависящий от отношения площади верха обреза фунда-

мента Аф к площади опорной плиты, принимаемый не более 1,5; если база рас-

считывается до проектирования фундамента, то коэффициент принимается =1,2.

Исходя из требуемой площади плиты и размеров сечения ветви назначаются размеры плиты В=b2+2tтр+2c, где tтр=12,20 мм - толщина траверсы; с - свес плиты (не менее 40 мм); L=Aпл/В - длина плиты.

Размеры согласуются с модулем (50 мм) стандартной ширины листовой ста-

ли.

Фактическое среднее напряжение под опорной плитой

s N2 Aпл

Толщина опорной плиты tпл определяются из условия прочности при изгибе по наибольшему моменту, найденному от отпора фундамента в пластинке с уча-

стком, опертым по четырем, трем сторонам или консольно:

56

эффициент, принимаемый в зависимости от отношения более длинной стороны

участка b к более короткой а (табл. 16).

Таблица 16

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения защемленной

При отношении сторон b1/a1<0,5 плита рассчитывается как консоль с вылетом с=b1.

Изгибающий момент в консольном участке плиты Mb qc 2 2 .

При резком отличии изгибающих моментов по величине на различных уча-

стках плиты необходимо произвести выравнивание моментов за счет изменения соотношения размеров участков.

Давление колонны на опорную плиту передается через фрезерованный торец колонны, плита строгается. Толщину плиту необходимо увеличить на 2...3 мм для припуска на ее строжку.

Расчет траверсы. Высота траверсы определяется из условия размещения вер-

тикальных швов крепления траверсы к ветви колонны. Запас прочности предпо-

лагается, что все усилие в ветвях колонны передается из траверсы через 4 угло-

вых шва:

hт N 2 4 f K f RWf Wf c f (см), но не более 85 fKf, где Kf=8...16 мм - высота

катета шва, принимается не более 1,2 tmin.

57

Проверяется прочность траверсы как однопролетной двухконсольной балки,

опирающейся на полки колонны и воспринимающей отпорное давление от фун-

дамента (рис. 16а), и как консольной балки, воспринимающей усилие отрыва вет-

ви (усилие в анкерах) Fа (рис. 16, б).

Равномерно распределенная нагрузка на траверсу qт б d , где d=b/2 - a1/L -

ширина грузовой площади траверсы.

Определяем усилия:

где b0=z-bк/2.

Проверяется прочность траверсы:

в пролете

Mп р / Wт р Ry c Qп р / tт р hт р Rs c

на консоли от равномерно распределенной нагрузки

Mоп / Wт р Ry c Qоп / t т р hт р Rs c

Фундаментные болты работают на растяжение и назначаются по расчету в том случае, если расчетная комбинация Nmin и Mсоот, max вызывает усилие, отрывающее базу от фундамента:

Fa Nb ( M Ny1 ) / h0

Требуемая площадь нетто анкерных болтов

A Fa / Aba ba c ,

где Rba - расчетное сопротивление растяжению фундаментальных болтов,

принимаемое по [2, табл. 60]; для болтов из стали марки ВСТ Экп2 Rba=185 МПа,

из стали 09Г2С Rba=215...235 МПа в зависимости от диаметра болта.

58

Qe

эп."Q"

Рис. 21. К расчету траверсы

Предельные усилия на растяжение одного фундаментного болта приведены в

табл. 18.

Таблица 18

По табл. 18 принимается количество болтов n (2; 4; 6) соответствующего

диаметра.

59

Анкерные плиты опираются на траверсы и работают как балки на двух опо-

рах, нагруженные сосредоточенными силами от анкерных болтов. Усилие, при-

Рис. 22. К расчету анкерных плиток

Определяется момент сопротивления нетто анкерной плитки

В том случае, когда отрыв базы колонны от фундамента невозможен или от-

рывающее усилие невелико, фундаментные болты ставятся в зависимости от

60