8. Расчет и конструирование базы колонны

Ширина нижней части колонны превышает 1 м, проектируем базу раздельного типа.

1) N = 3683,7 кН; М = 2108,7 кН∙м (для расчета базы наружной ветви);

2) N = 3450,4 кН; М = -612,1 кН∙м (для расчета базы подкрановой ветви, сочетание 1, 3, 4(-), 5);

В комбинации усилий не учтена нагрузка от снега, так как

то есть снеговая нагрузка разгружает подкрановую ветвь.

Усилия в ветвях колонны определим по формулам:

1. Расчет базы наружной ветви

Требуемая площадь плиты

(ψ = 1, α = 1, ); принимаем φ_b = 2,

R_b = 0,6 кН/см² (бетон В10).

По конструктивным соображениям свес плиты с₂ должен быть не менее 4 см. Тогда

принимаем В = 100 см; L_тр = А_пл.тр/В = 7288,92/100 = 72,89 см, принимаем L = 75 см, А_пл = 100×75 = 7500 см² > А_пл.тр.

Среднее напряжение в бетоне под плитой σ_ф = N_в2/ А_пл = 5248,02/7500 = 0,70 кН/см².

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

при толщине траверсы 14 мм.

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

Участок 1 (консольный свес с = с₁ = 11,1 см):

Участок 2 (консольный свес с = с₂ = 24,1 см):

Участок 3 (плита, опертая на 4 стороны: b/a = 46,8/30 = 1,56 < 2; α = 0,084):

Участок 4 (плита, опертая на 4 стороны: b/a = 46,8/16 = 2,93 > 2; α = 0,125):

Принимаем для расчета М_max = М₂ = 203,28 кН∙см.

Требуемая толщина

R_y = 20,5 кН/см² - для стали С235 толщиной 21-40 мм. Принимаем t_пл = 78 мм (2 мм - припуск на фрезеровку).

2. Расчет базы внутренней ветви

Высоту траверсы определим из условного размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия в ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки СВ-08Г2С, d = 2 мм,

k_f = 8 мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:

Принимаем h_тр = 80 см.

Проверка прочности траверсы выполняется так же, как для центрально-сжатой колонны. Расчет анкерных болтов крепления подкрановой ветви

(N_min = 2102,1 кН; М = 1720,7 кН∙м); усилие в анкерных болтах

Требуемая площадь сечения болтов из стали С235 R_ba = 18,5 кН/см²;

Принимаем 6 болтов d = 48 мм;

А_ba = 6∙14,72 = 88,32 см².

Усилие в анкерных болтах наружной ветви меньше. Из конструктивных соображений принимаем такие же болты.

5. Расчет стропильной фермы

   1. Исходные данные

Параметры здания и нагрузки те же, что в примерах компоновки и расчета рамы.

Материал стержней ферм - сталь С245 R_y = 240 МПа = 24 кН/см² (t ≤ 20 мм); материал фасонок – С255. Элементы ферм выполнены из уголков.

2. Сбор нагрузок на ферму

   1. Постоянная нагрузка

Нагрузка от массы покрытия (за исключением веса фонаря):

Массу фонаря в отличие от расчета рамы учитываем в местах фактического опирания фонаря на ферму. Масса каркаса фонаря на единицу площади горизонтальной проекции фонаря: g'_фон = 0,10 кН/м².

Узловые силы:

Силы F₀ и F₁₁ приложены к колоннам и в расчете фермы не учитываются. Опорные реакции:

2. Снеговая нагрузка

Расчетная нагрузка, s = s_gμ = 1,2μ.

Узловые силы. Первый вариант снеговой нагрузки:

Опорные реакции:

Второй вариант снеговой нагрузки:

Опорные реакции:

Нагрузка от рамных моментов (табл. 12.6). Первая комбинация (сочетание 1, 2, 3*, 4, 5*): М_1,max = -1678,9 кН∙м;

М_2,соот = -927,9 кН∙м (сочетание 1, 2, 3, 4*(-), 5);

Вторая комбинация (без учета снеговой нагрузки):

М₁ = -1678,9-(-269,9) = -1409,0 кН∙м; М_2,соот = -927,9-(-269,9) = -658,0 кН∙м.

Нагрузка от распора рамы:

Первая комбинация:

Вторая комбинация: