- •1. Область применения металлических конструкций. Их достоинства и недостатки. Основные принципы проектирования и пути развития современных мк.
- •Материалы мк. Выбор марки (класса) стали.
- •3. Сортамент стальных профилей. Область применения.
- •4. Методика расчёта металлических конструкций по предельным состояниям.
- •5. Нормативные и расчетные сопротивления. К-ты надежности по материалу, условий работы и надежности по назначению.
- •6. Расчет элементов мк на центральное растяжение и сжатие.
- •7. Расчет элементов мк на поперечный изгиб в упругой и упруго-пластической стадиях.
- •8.Сварные соединения. Виды сварных швов и соединений
- •11. Болтовые соединения. Классификация болтов.
- •12. Работа и расчет болтовых соединений на срез, смятие и растяжение. Конструктивные требования.
- •13. Соединение на высокопрочных болтах. Работа и расчет
- •14. Типы балок. Компоновка балочных конструкций.
- •15. Подбор сечений балок настила и вспомогательных балок.
- •16. Общая характеристика одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами. Разбивка сетки колонн. Компоновка поперечной рамы.
- •17.Назначение связей. Связи м/у колоннами и по покрытию
- •18. Нагрузки, действующие на раму производственных зданий.
- •Определение расчётных усилий в элементах рамы.
- •Р асчётные схемы рам производственных зданий.
- •Расчётные длины ступенчатых колонн
- •Расчётные длины в плоскости рамы
- •Расчётные длины колонн в плоскости рам.
- •Расчётные длины из плоскости рамы.
- •21. Расчет и конструирование сплошной внецентренно-сжатой колонны
- •22. Расчет и конструирование сквозной внецентренно-сжатой колонны.
- •24. Общая характеристика подкрановых конструкций. Определение расчетных изгибающих моментов и поперечных сил в подкрановых конструкциях.
- •25. Подбор сечения подкрановой и тормозной балки.
- •26. Проверка пр-ти и мест уст-ти пб. Пр-ка жесткости (по лекциям)
- •27. Расчет верхних и нижних поясных швов подкрановых балок.
- •30. Конструирование и расчет опорных, промежуточных и укрупнительных (монтажных) узлов стропильных ферм.
- •31. Обследование металлических конструкций, выявление дефектов и повреждений. Оценка технического состояния мк эксплуатируемых зданий. Методы и способы усиления мк.
22. Расчет и конструирование сквозной внецентренно-сжатой колонны.
В однопролетных зданиях наружная ветвь сквозной колонны проектируют в виде швеллера (прокатного или сварного), а подкрановую ветвь – в виде прокатного двутавра.
Если прокатного швеллера не хватит
При действии расчетных усилий М и N в ветвях сквозной колонны появляются осевые продольные силы. Поперечная сила Q воспринимается решеткой. Несущая способность сквозной колонны может быть исчерпана в результате потери устойчивости отдельной ветви (в плоскости или из плоскости действия моментов), а также вследствие потери устойчивости колонны как единого составного стержня.
h0=y1+y2
hн=h0+z0= y1+y2+z0
Порядок проектирования.
1. Устанавливают наиболее невыгодную комбинацию усилий М и N отдельно для ветви 1 и ветви 2 (из таблицы расчетных усилий по сечениям 3-3 и 4-4). Для ветви 1 – M1 и N1 (M1 со знаком -), для ветви 2 – M2 и N2 (M2 со знаком +).
Примечание: если сложно однозначно выбрать усилие для какой-либо ветви, то принимают те усилия M и N, которые дадут наибольшее усилие сжатия ветви.
2. Определяют продольные силы в ветвях.
Nв1=|N1|*(y2/h0)+(|M1|/h0); [кН]
Nв2=|N2|*(y1/h0)+(|M2|/h0); [кН]
Допускается z0 примерно принять 4-6см. y1 находят по приближенной формуле
h0=hн-z0
y1=[|M2|/(|M1|+|M2|)]*h0
y2=h0-y1
3. Определяют требуемую площадь каждой ветви
Ав1=Nв1/0Ryc; см2
Ав2=Nв2/0Ryc; см2
0 находят по таблице центрально-сжатых элементов в зависимости от гибкости 0 (060-70).
Вначале подбирают ветвь 1. Для этого из сортамента выбирают двутавр с параллельными гранями полок ( с буквой Б) по Ав1.
Выписывают фактические характеристики
Ав1; iy=ix из сортамента; i1-1=iy из сортамента.
Затем проектируют ветвь 2
Если решетка будет расположена снаружи ветви, то h принимают равной высоте двутавра, затем размер h*h+2*(2-3см)
tw14-20мм по сортаменту, при этом должна быть обеспечена местная устойчивость стенки (как в центрально-сжатых колоннах).
Стенка устойчива если hw/twuw*E/Ry (uw с чертой вверху)
uw=1.0 при 00.8 (uw и 0 с чертой вверху)
uw=0.85+0.190, но не более 1.6 при 0 > 0.8
0(с чертой)=0Ry/E
Назначают полку bfbf двутавра; bf15-20см
tf (Aв2тр-h*tw)/2bf; согласовывают с сортаментом.
При назначении bf и tf должна быть обеспечена местная устойчивость полок.
bf/tf (0.36+0.10 с чертой)E/Ry.
После назначения размеров сечения ветви 2 определяют все характеристики этого сечения.
Ав2=h*tw+2bftf
Примечание: при назначении hw и h* необходимо учесть с какой стороны будет находиться решетка колонны.
z0=[twh*(tw/2)+2bftf((bf/2) +tw)]/[twh*+2bftf]
Iy=tw(h*)3/12 + 2[bftf3+bftf(hf/2)2]
iy=Iy/Ав2
I2-2= h*tw3/12 +h*tw(z0- tw/2)2+2tfbf3/12 +2tfbf(tw +bf/2 –z0)2
i2-2=I2-2/Ав2
После установления всех размеров и геометрических характеристик обеих ветвей уточняют положение центра тяжести всей колонны. По фактической z0h0=hн-z0
y1=Ав2h0/(Ав1+Ав2)
y2=h0-y1
Если y1 и y2 отличаются от первоначальных более чем на 5%, то уточняют усилия в ветвях.
Nв1=|N1|*(y2/h0)+(|M1|/h0); [кН]
Nв2=|N2|*(y1/h0)+(|M2|/h0); [кН]
Проверяют устойчивость каждой ветви из плоскости рамы (относительно оси y).
Подкрановая ветвь 1:
y(1)=ly/iy(1)y(1)=Nв1/y(1)Ав1Ryc
Наружная ветвь 2:
y(2)=ly/iy(2)y(2)=Nв2/y(2)Ав2Ryc
ly – расчетная длина нижней части колонны из плоскости рамы
y(1)(2) – коэффициент продольного изгиба, принимают по таблице центрально-сжатых элементов.
Из условия равноустойчивости каждой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяют максимально возможное расстояние между узлами решетки.
Ветвь 1:
x(1)=lв1/ix(1)=y(1)lв1=y(1)ix(1)
Ветвь 2:
x(2)=lв2/ix(2)=y(2)lв2=y(2)ix(2)
Из lв1 и lв2 выбирают минимальное значение.
Окончательно назначают
lв1=lв2lвmin
При этом нижнюю часть колонны делят на целое число панелей и угол принимают близким к 4510.
Нрешетки=Нн-Нтраверсы-100мм
Нтрав=(0.5-0.75)hн
Затем проверяют устойчивость каждой ветви в плоскости рамы относительно оси 1-1 и 2-2 на участках между узлами решетки.
Ветвь1:
x(1)=lв1/ix(1)x(1)=Nв1/x(1)Ав1Ryc
Ветвь 2:
x(2)=lв2/ix(2)x(2)=Nв2/x(2)Ав2Ryc
Затем проектируют решетку сквозной колонны на наибольшую из двух поперечных сил
Qmax(из табл сеч 1-1) или на Qfic
Nр=Qmax/2sin
-угол наклона раскоса пояса
р100-80р
Артр=Nр/рRyc
c=0.95, тк раскос крепится к ветви одной полкой
Затем по требуемой площади из сортамента выбирают равнополочный уголок и выписывают фактические характеристики: Арфакт; imin
lp=h0/sin; p=lp/imin; pmin
Проверяют устойчивость сжатого раскоса
=Np/minАрфактRyc
Проверяют устойчивость всей колонны в плоскости действия момента как единого сквозного стержня.
Вначале определяют геометрические характеристики всего сечения колонны А=Ав1+Ав2
Ix=Ав1y12+ Ав2y22
ix=Ix/A; x=lx/ix
lx-расчетная длина нижней части колонны в плоскости рамы.
Находят приведенную гибкость сквозной колонны
ef=x2+1А/Ар1
Ар1-площадь сечений двух раскосов
А-площадь сечений всей колонны
1-коэффициент, зависящий от угла наклона раскоса
1=31,5 если =40о
1=28,3 если =45о
1=26,5 если =50о
efс чертой=efRyc
Устойчивость сквозной колонны как единого составного стержня проверяют 2 раза:
1) Для комбинации усилий, загружающих ветвь 1 (M1 и N1)
mx=(|M1|/|N1|)(A/Ix)y1 – относительный эксцентриситет
по mx и ef(с чертой) находят коэффициент е
=N1/eARyc
2) Для комбинации усилий, загружающий ветвь 2 (M2 и N2)
mx=(|M2|/|N2|)(A/Ix)(y2+z0)
по mx и ef(с чертой) находят коэффициент е
Проверяют устойчивость
=N2/eARyc
Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, т.к. она обеспечивается проверкой устойчивости отдельных ветвей относительно оси y. Для того, чтобы колонна сохраняла первоначальную форму и не закручивалась, в сквозной колонне ставят поперечные диафрагмы жесткости через 3-4м по высоте колонны (не <2 штук на отправочную марку).