5. Конструкция и расчет базы колоны

1. Назначение размеров опорной плиты:

В = b +2*6 = 20,0 + 12 = 32 см

По приложению 2 [3] назначаем ширину прокатного листа 32 см.

L = h + 2*20 = 49,5 + 40 = 89,5 см

Выбираем длину прокатного листа 90 см.

σ_с = N / B * L + 6 * M / B * L² ≤ R_bс.м.

R_bс.м. = ³√А_ф/А_пл * R_b*γ_в

R_bс.м. = 1,2*0,595*0,9 = 0,64 кН/см²

σ_с = 454 / 32 * 90 + 6 * 11424 / 32 * 90² = 0,42 кН/см² ≤ 0,64 кН/см²

Напряжение на сжатие не превышают нормы, проверка выполнена.

σ_р = N/B*L - 6*M/BL² = - 0,11 кН/см²

Определение толщины плиты

Рассмотрим первый участок:

a = (L – h)/2 = (90 – 49,5)/2 = 20,25 см

М_max = β * σ_c * b²

b – длина свободной стороны

β – коэффициент, принимаемый по таблице 3[3] в зависимости от отношения сторон рассматриваемого отсека.

a / b = 20,25 / 20 = 1,01

β = 0,112

M_max = 0,112 * 0,42 * 20² = 18,8 кНсм/см

Расчетное сечение полоски плиты:

Из условия прочности:

σ = M/W_x ≤ R_y

Для стали марки ВСт3кп2 Ry= 21,5 кН/см²

W_x= 1* δ_пл²/6

δ_пл ≥ √6M/Ry= √6*18,8/21,5 = 2,29cм

δ_плследует принимать от 20 до 40 мм в данном случае принимаем δ_пл= 25 мм.

2. Расчет анкера. Назначение диаметра.

Уравнение статики:

Σ М_ц.т. = 0

М – N*e –Na*y = 0

e– расстояние отNдо центра тяжестиe= 23,77 см

у – расстояние от оси анкера до центра тяжести y= 74,77cм

Na = (M – Ng * e )/ 2 y = (114,24 – 238*23,77)/2*74,77 = -37,07 кН

По приложению [3] находим диаметр анкера da= 24 мм

3. Проверка прочности траверсы.

Расчетная схема.

q_тр= σ_с*B/2 = 0,42 * 32 / 2 = 6,72 кН/см

Расчетные усилия

М_тр=q_тр*a²/2 = 6,72 * 20,25²/2 = 1377,81 кН*см

Q_тр = q_тр * a = 6,72 * 20,25 = 136,08 кН

Сечение траверсы

Wx_тр= 150 см³

А_тр= 30 см²

σ = Mx/Wx_тр= 1377,81 / 150 = 9,1854 ≤Ry= 21,5 кН/см²

Условие выполняется.

τ=Q*s/I*t= 1,5*Q/h_тр*t_тр ≤R_s

τ = 1,5*136,08/1*30 = 6,804 кН/см ≤ 13,5 кН/см

Условие по касательным напряжениям также выполняется.

Проверка прочности шва прикрепления траверсы к колонне.

Расчетное усилие в шве:

N_ш = ½ (N/2 + M/h) = ½ (454/2 + 11424/49,5) = 228,89 кН

τ_w = N_ш / А_w = N_ш /(β_f K_f)(h_тр – 1) ≤ R_wf * γ_c

β_f– коэффициент, учитывающий вид сварки, в курсовом проекте используется полуавтоматическая сварка β_f= 0,8

K_f– катет траверсыK_f= 1 см

τ_w = 228,89/ 0,8 (30 – 1) = 9,87 ≤ 18,5 кН/см²

Условие выполняется.

6. Определение расчетных усилий в стержнях фермы

Фактические узловые нагрузки:

• постоянная G=g_риг*d= 5,634 * 3 = 16,902 кН

• снеговая нагрузка P=p*d= 18 * 3 = 54 кН

Усилие в стержнях фермы определяем в табличной форме

Таблица № 2

Наименование	Обозначение	Единичное усилие в кН			Ng	Np	N = Ng + Np
элемента	стержней	слева	справа	с двух сторон
1	2	3	4	5	6	7	8
Верхний пояс	1	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
	2	-4,46	-2,23	-6,69	-113,07	-361,26	-474,33
	3	-4,46	-2,23	-6,69	-113,07	-361,26	-474,33
	4	-3,76	-3,76	-7,52	-127,10	-406,08	-533,18
Нижний пояс	5	3,06	1,22	4,28	72,34	231,12	303,46
	6	4,58	3,05	7,63	128,96	412,02	540,98
Раскосы	7	-3,95	-1,58	-5,53	-93,47	-298,62	-392,09
	8	1,79	1,29	3,08	52,06	166,32	218,38
	9	-1,18	-1,16	-2,34	-39,55	-126,36	-165,91
	10	-1,16	0,98	-0,18	16,56	52,92	69,48
					-19,61	-62,64	-82,25
Стойки	11	-0,50	0,00	- 0,50	- 8,45	-27,00	-35,45
	12	-1,00	0,00	-1,00	-16,90	-54,00	-70,9
	13	0,125	0,125	0,25	2,11	13,50	15,61