2.1 Расчет и конструирование подкрановой части внецентренно сжатой колонны сплошного сечения

Определение расчетных длин:

А) В плоскости поперечной рамы

;

Б) Из плоскости поперечной рамы

Нагрузка

Расчетная комбинация изгибающего момента М и продольной силы выбирается из таблицы «Комбинация расчетных усилий» для характерных сечений, расположенных в подкрановой части колонны «ниже уступа» и

«в заделке».

, .

Требуемая площадь поперечного сечения:

, где эксцентриситет приложения продольной силы;

;

;

По сортаменту ГОСТ 8239-89 «Двутавры стальные горячекатаные» принимаем балку двутавровую №33 с геометрическими характеристиками:

; ;

; ;

; .

Лист стенки: 99х1 см;

Лист полки: 33х1.2 см.

Площадь подобранного сечения:

;

Центр тяжести подобранного сечения:

;

Осевые моменты инерции подобранного сечения:

;

;

;

Радиусы инерции подобранного сечения:

;

;

Момент сопротивления сечения:

;

Проверка устойчивости подобранного сечения

1. В плоскости поперечной рамы:

;

Гибкость

;

Условная гибкость

;

Момент сопротивления сжатого края полки:

Относительный эксцентриситет:

;

Коэффициент приведения относительного эксцентриситета определяется по табл.73[2] в зависимости от соотношения :

;

При ;

При ;

принимаем .

Приведенный относительный эксцентриситет

Коэффициент для проверки устойчивости внецентренно сжатых сплошностенчатых стержней в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, определяется по табл.74[2] в зависимости от условной гибкости и приведенного относительного эксцентриситета.

При и

При и

При и

При и

По интерполяции находим для и

Проверка условия:

<

2. Из плоскости действия поперечной рамы:

Наибольший изгибающий момент в плоскости рамы, действующий в средней трети участка между узлами закрепления подкрановой части колонны из плоскости рамы:

;

Относительный эксцентриситет:

;

По таблице 10[2] находим при ;

Гибкость из плоскости поперечной рамы:

;

Гибкость ;

По таблице 10[2] находим при

Согласно п.5.3 коэффициент продольного изгиба при :

Коэффициент с, вычисляемый согласно требованиям п 5.31[2]

;

Проверка условия:

<

Запас прочности составляет 5.676%

Условие выполняется.

3.Проверка устойчивости полок и стенки колонны принятого сечения:

Для проверки местной устойчивости стенки колонны находим

и ,

где - среднее касательное напряжение в стенке; Q – перерезывающая сила в расчетном сечении, численно равная алгебраической сумме распоров H при

неблагоприятном сочетании нагрузок.

МПа.

МПа.

,

, =>

Условие местной устойчивости стенки колонны не выполняется.

Поэтому стенку колонны необходимо укрепить поперечными ребрами жесткости в соответствии [п.7.10], расположенными на расстоянии

Размеры поперечных ребер назначаем согласно [2, п.7.10]:

см, согласно [10] принимаем мм,

мм, согласно [10] принимаем мм.

Сварные швы, соединяющие стенку и полки колонны, назначаем сплошными, высоту катета принимаем в зависимости от толщины наиболее толстого из свариваемых элементов (полок) согласно [2, табл.38^*]: мм.

Вид сварки – автоматическая;

Вид соединения – тавровое с двусторонними угловыми швами;

2.3.Расчет уступа колонны

Сопряжение надкрановой и подкрановой частей колонны принято рассчитывать на продольную силу и изгибающий момент , взятые из таблицы «Комбинация расчетных усилий» для сечения «ниже уступа».

, .

Усилие во внутренней полке:

;

Катет углового шва:

;

Принимаем конструктивно .

4. Расчет и конструирование базы колонны и ее крепление к фундаменту

1. Расчет и конструирование базы внецентренно сжатой колонны сплошного сечения

Нагрузка

Продольная сила и изгибающий момент , составляющие

наиневыгоднейшую комбинацию, по таблице «Комбинация расчетных усилий» для сечения «в заделке»:

, .

Ширину плиты принимаем на 100-200 мм больше ширины сечения подкрановой части колонны:

;

Из условия прочности бетона фундамента на сжатие :

;

Длину плиты принимаем

;

;

Траверсами и ребрами жесткости плита разбивается на участки с различными условиями закрепления. По краям каждого из участков действуют различные по величине напряжения, а также, следовательно, и моменты, максимальный из которых учитывается при нахождении толщины опорной плиты.

Участок 1 – опирание на 3 стороны:

;

При отношении короткой закрепленной стороны к свободному краю < 0.5 по приложению 4 [3] (табл. 1) находим, что расчет производится как для консольного участка с вылетом консоли, равным короткой стороне:

,

где см вылет консоли;

Нагрузка, приходящаяся на полосу плиты шириной 1 см

;

Участок 2 – опирание на 4 стороны

;

;

Отношение большей стороны к меньшей > 2.5 по приложению 4 [3] (табл. 2) находим ;

Длина короткой стороны пластины ;

;

Участок 3 – опирание на 3 стороны:

Отношение короткой закрепленной стороны к свободному краю по приложению 4 [3] (табл. 1) находим

;

;

Толщина опорной плиты:

;

Принимаем , условие выполняется.

2. Расчет анкерных болтов для внецентренно сжатых колонн сплошного сечения

Продольная сила и изгибающий момент принимаются по таблице «Комбинация расчетных усилий»:

;

;

Максимальное сжимающее напряжение на кромке плите:

;

;

Требуемая площадь анкерного болта:

;

Принимаем анкерные болты с наружным диаметром 36 мм .

3.Расчет и конструирование стропильной фермы

Таблица 3.1

Уклон i	Высота, мм			Длина, мм
	ho	h1	h2	lн	lв	l1	l2
1/8	2200	2950	3700	6000	3024	3454	4479

3.1 Определение узловой нагрузки

Схема приложения узловой нагрузки на ФС-2

;

;

;

;

;

;

Схема приложения снеговой нагрузки

3.2 Определение усилий в элементах стропильной фермы

Усилия, действующие в стержнях стропильной фермы, определены с помощью программного обеспечения Лира 9.2. Значения усилий приведены в таблице 3.2

Таблица 3.2

Таблица усилий
	Усилия
№ элем	N (кН)
1	1084.122
2	1805.451
3	1805.451
4	1084.122
5	0.000
6	-1637.273
7	-1637.273
8	-1741.488
9	-1741.488
10	-1637.273
11	-1637.273
12	0.000
13	0.000
14	-263.524
15	171.595
16	-263.524
17	0.000
18	-1428.714
19	712.309
20	-269.928
21	-115.558
22	-115.558
23	-269.928
24	712.309
25	-1428.714