Главная База знаний "Allbest" Строительство и архитектура Проектирование металлического каркаса

Проектирование металлического каркаса

Компоновка поперечной рамы здания. Эксцентриситет стенового ограждения верхней и нижней частей колонны. Статический расчет поперечной рамы. Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня. Конструирование базы колонны.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	03.11.2010
Размер файла	2,6 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы определим по формулам:

и .

Так как

,

значения и определим по табл. 14.1 [1].

В однопролетной раме с жестким сопряжением ригеля с колонной верхний конец колонны закреплен только от поворота;

= 2; = 3.

Таким образом, для нижней части колонны:

;

для верхней:

.

Расчетные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей равны соответственно:

;

.

Конструктивная схема колонны.

Рис. 4.1.

4.1.2 Подбор сечения верхней части колонны

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой:

По формуле 14.16. [1] определим требуемую площадь сечения.

Для симметричного двутавра:

;

,

Для стали C245 толщиной до 20 мм R_y = 240 МПа = 24 кН/см²;

.

Значение коэффициента определим по прил. 10 [1].

Примем в первом приближении , тогда

;

.

По прил. 8 [1] при и : .

Компоновка сечения: высота стенки

,

принимаем предварительно толщину полок .

По табл. 14.2 [1] при и из условия местной устойчивости

,

.

Принимаем и включаем в расчетную площадь сечения колонны два крайних участка стенки шириной по

.

Требуемая площадь полки:

.

Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента ширина полки:

из условия местной устойчивости полки по формуле:

где .

Принимаем ; ; ;

.

Геометрические характеристики сечения.

Расчетная площадь сечения с учетом только устойчивой части стенки:

.

	Параметр	Значение
A	Площадь поперечного сечения	78.4	см²
a	Угол наклона главных осей инерции	-90.0	град
I_y	Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y	1776.501	см⁴
I_x	Момент инерции относительно центральной оси X1 параллельной оси X	26600.133	см⁴
I_t	Момент инерции при свободном кручении	20.693	см⁴
i_y	Радиус инерции относительно оси Y1	4.76	см
i_x	Радиус инерции относительно оси X1	18.42	см
W_u+	Максимальный момент сопротивления относительно оси U	1182.228	см³
W_u-	Минимальный момент сопротивления относительно оси U	1182.228	см³
W_v+	Максимальный момент сопротивления относительно оси V	161.5	см³
W_v-	Минимальный момент сопротивления относительно оси V	161.5	см³
W_pl,u	Пластический момент сопротивления относительно оси U	1337.8	см³
W_pl,v	Пластический момент сопротивления относительно оси V	248.88	см³
I_u	Максимальный момент инерции	26600.133	см⁴
I_v	Минимальный момент инерции	1776.501	см⁴
i_u	Максимальный радиус инерции	18.42	см
i_v	Минимальный радиус инерции	4.76	см
a_u+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)	15.079	см
a_u-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)	15.079	см
a_v+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси X(V)	2.06	см
a_v-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси X(V)	2.06	см
y_M	Координата центра тяжести по оси Y	21.5	см
x_M	Координата центра тяжести по оси X	0.4	см

4.1.3 Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента.

Значение коэффициента определяем по прил. 10 [1] при :

;

по прил. 8 [1].

В расчетное сечение включаем всю площадь сечения:

.

Недонапряжение: .

Условие обеспечения общей устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента выполняется.

Проверка устойчивости стенки верхней части колонны:

где .

;

Поскольку

принимаем

Так как

условие соблюдается, следовательно проверку устойчивости колонны из плоскости действия момента проводят с учетом всей площади сечения.

Так как

Устойчивость стенки верхней части колонны обеспечена.

4.1.4 Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента

;

по прил. 7 [1].

Для определения найдем максимальный момент в средней трети расчетной длины стержня:

По модулю

при коэффициент .

Значения и определим по [ 1, прил. 11 ]:

.

Поскольку

,

в расчетное сечение включаем полное сечение стенки:

.

Недонапряжение:

Условие обеспечения общей устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента выполняется.

4.2 Подбор сечения нижней части колонны

- N₁ = -1489,2 кН; M₁ = -725,6 кНм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь);

- N₂ = -508,0 кН; М₂ = 827,5 кНм (изгибающий момент догружает наружную ветвь);

- Q_max= -102,5 кН.

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения .

Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополочного двутавра, наружную - составного сварного сечения из листа и двух уголков.

Определим по формуле 14.32 [1] ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем z_о = 2,5 см; h_о = h_н - z_о = 150 - 2,5 = 147,5 см.

;

.

Усилия в ветвях определим по формулам:

В подкрановой ветви:

.

В наружной ветви:

.

Определяем требуемую площадь ветвей и назначаем сечение.

Для подкрановой ветви:

,

задаемся ; R = 240 МПа = 24 кН/см² ( сталь С245, фасонный прокат), тогда

.

Элемент сечения

Угол поворота

Зеркально

Двутавp широкополочный по ГОСТ 26020-83 30Ш2

Габариты сечения 200.0 x 294.9 мм

Геометрические характеристики сечения

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

77.65

см2

?

Угол наклона главных осей инерции

0.0

град

Iy

Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y

12200.0

см4

Iz

Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z

1737.0

см4

It

Момент инерции при свободном кручении

44.161

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y1

12.535

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z1

4.73

см

Wu+

Максимальный момент сопротивления относительно оси U

827.119

см3

Wu-

Минимальный момент сопротивления относительно оси U

827.119

см3

Wv+

Максимальный момент сопротивления относительно оси V

173.7

см3

Wv-

Минимальный момент сопротивления относительно оси V

173.7

см3

Wpl,u

Пластический момент сопротивления относительно оси U

923.242

см3

Wpl,v

Пластический момент сопротивления относительно оси V

267.103

см3

Iu

Максимальный момент инерции

12200.0

см4

Iv

Минимальный момент инерции

1737.0

см4

iu

Максимальный радиус инерции

12.535

см

iv

Минимальный радиус инерции

4.73

см

au+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)

10.652

см

au-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)

10.652

см

av+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)

2.237

см

av-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)

2.237

см

yM

Координата центра тяжести по оси Y

10.0

см

zM

Координата центра тяжести по оси Z

-14.75

см

Для наружной ветви:

.

Для удобства прикрепления элементов решетки расстояние между внешними гранями полок принимаем таким же, как в подкрановой ветви (295 мм). Толщину стенки швеллера для удобства ее соединения встык с полкой надкрановой части колонны принимаем равной 10 мм; высота стенки из условия размещения сварных швов .

Требуемая площадь полок (уголков):

.

Элемент сечения

Угол поворота

Зеркально

Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L90x9

Габариты сечения 90.0 x 90.0 мм

Геометрические характеристики сечения

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

15.6

см2

?

Угол наклона главных осей инерции

45.0

град

Iy

Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y

117.476

см4

Iz

Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z

117.476

см4

It

Момент инерции при свободном кручении

3.894

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y1

2.744

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z1

2.744

см

Wu+

Максимальный момент сопротивления относительно оси U

29.17

см3

Wu-

Минимальный момент сопротивления относительно оси U

29.17

см3

Wv+

Максимальный момент сопротивления относительно оси V

13.688

см3

Wv-

Минимальный момент сопротивления относительно оси V

15.586

см3

Wpl,u

Пластический момент сопротивления относительно оси U

45.825

см3

Wpl,v

Пластический момент сопротивления относительно оси V

23.531

см3

Iu

Максимальный момент инерции

185.635

см4

Iv

Минимальный момент инерции

49.317

см4

iu

Максимальный радиус инерции

3.45

см

iv

Минимальный радиус инерции

1.778

см

au+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)

1.87

см

au-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)

1.87

см

av+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)

0.877

см

av-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)

0.999

см

yM

Координата центра тяжести по оси Y

2.548

см

zM

Координата центра тяжести по оси Z

-2.548

см

Геометрические характеристики ветви:

Элемент сечения

Угол поворота

Зеркально

Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L90x9

Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L90x9

+

Лист 270 x 10

Габариты сечения 295.0 x 100.0 мм

Геометрические характеристики сечения

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

58.2

см2

?

Угол наклона главных осей инерции

-90.0

град

Iy

Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y

371.641

см4

Iz

Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z

6520.791

см4

It

Момент инерции при свободном кручении

16.247

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y1

2.527

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z1

10.585

см

Wu+

Максимальный момент сопротивления относительно оси U

442.088

см3

Wu-

Минимальный момент сопротивления относительно оси U

442.088

см3

Wv+

Максимальный момент сопротивления относительно оси V

47.245

см3

Wv-

Минимальный момент сопротивления относительно оси V

174.169

см3

Wpl,u

Пластический момент сопротивления относительно оси U

560.588

см3

Wpl,v

Пластический момент сопротивления относительно оси V

110.46

см3

Iu

Максимальный момент инерции

6520.791

см4

Iv

Минимальный момент инерции

371.641

см4

iu

Максимальный радиус инерции

10.585

см

iv

Минимальный радиус инерции

2.527

см

au+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)

7.596

см

au-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)

7.596

см

av+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)

0.812

см

av-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)

2.993

см

yM

Координата центра тяжести по оси Y

14.75

см

zM

Координата центра тяжести по оси Z

-1.134

см

Уточняем положение центра тяжести сечения колонны:

Отличие от первоначально принятых размеров мало, поэтому усилия в ветвях не пересчитываем.

4.2.1 Проверка устойчивости ветвей

Из плоскости рамы (относительно оси y-y): .

Подкрановая ветвь:

Наружная ветвь:

Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки:

Принимаем , разделив нижнюю часть колонны на целое число панелей (5 шт). Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы (относительно осей и ).

Для подкрановой ветви:

Для наружной ветви:

4.2.2 Расчет решетки подкрановой части колонны

Поперечная сила в сечении колонны .

Условная поперечная сила:

.

Расчет решетки проводим на .

Усилие сжатия в раскосе:

где (угол наклона раскоса, см. рис. 4.1.).

Задаемся;.

Требуемая площадь раскоса:

.

R = 240 МПа = 24 кН/см² (фасонный прокат из стали С245);

(сжатый уголок, прикрепляемый одной полкой).

Элемент сечения	Угол поворота	Зеркально
Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L80x10

Габариты сечения 79.9 x 79.9 мм

Геометрические характеристики сечения

	Параметр	Значение
A	Площадь поперечного сечения	15.14	см2
?	Угол наклона главных осей инерции	45.0	град
Iy	Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y	88.538	см4
Iz	Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z	88.538	см4
It	Момент инерции при свободном кручении	4.606	см4
iy	Радиус инерции относительно оси Y1	2.418	см
iz	Радиус инерции относительно оси Z1	2.418	см
Wu+	Максимальный момент сопротивления относительно оси U	24.727	см3
Wu-	Минимальный момент сопротивления относительно оси U	24.727	см3
Wv+	Максимальный момент сопротивления относительно оси V	11.206	см3
Wv-	Минимальный момент сопротивления относительно оси V	13.133	см3
Wpl,u	Пластический момент сопротивления относительно оси U	39.179	см3
Wpl,v	Пластический момент сопротивления относительно оси V	19.952	см3
Iu	Максимальный момент инерции	139.879	см4
Iv	Минимальный момент инерции	37.197	см4
iu	Максимальный радиус инерции	3.04	см
iv	Минимальный радиус инерции	1.567	см
au+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)	1.633	см
au-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)	1.633	см
av+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)	0.74	см
av-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)	0.867	см
yM	Координата центра тяжести по оси Y	17.097	см
zM	Координата центра тяжести по оси Z	-2.347	см

.

Напряжения в раскосе:

.

4.2.3 Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня

Геометрические характеристики всего сечения:

Приведенная гибкость:

.

Коэффициент зависит от угла наклона раскосов.

При , .

- площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны.

.

Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 4-4):

N₂ = -508,0 кН; М₂ = 827,5 кНм

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сечение 4-4):

N₁ = -1489,2 кН; M₁ = -725,6 кНм

Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.

4.3 Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны

Расчетные комбинации усилий в сечениях над уступом:

N= -373,0 кН; M = -91,8 кНм; Q = 3,6 кН;

Давление кранов .

Прочность стыкового шва (ш1)проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны.

Наружная полка:

.

Внутренняя полка:

.

Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия по формуле:

; принимаем

Принимаем t_тр=1,6 см.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны:

.

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (ш2):

.

Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d = 1,4...2 мм.

Назначаем:

;

.

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы. Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы.

Такой комбинацией будет сочетание (1, 2, 7) М = -151,8 кНм; N = -353,8 кН:

Коэффициент 0,9 учитывает, что усилия N и M приняты для второго основного сочетания нагрузок.

Требуемая длина шва:

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы (линия 1-1) определяем высоту траверсы по формуле:

где - толщина стенки I 30Ш2; - расчетное сопротивление срезу фасонного проката из стали С245. Принимаем .

Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M и .

Расчетная схема и сечение траверсы приведены на рис. 4.3.

Узел сопряжения верхней и нижней части колонны.

Рис. 4.3.

Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 27016 мм, верхние горизонтальные ребра - из двух листов 14016 мм.

Геометрические характеристики траверсы.

Элемент сечения

Угол поворота

Зеркально

Лист 270 x 16

Лист 380 x 16

90.0

Лист 140 x 16

Лист 140 x 16

Габариты сечения 296.0 x 396.0 мм

Геометрические характеристики сечения

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

148.8

см2

?

Угол наклона главных осей инерции

0.0

град

Iy

Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y

21323.038

см4

Iz

Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z

6094.736

см4

It

Момент инерции при свободном кручении

118.859

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y1

11.971

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z1

6.4

см

Wu+

Максимальный момент сопротивления относительно оси U

896.493

см3

Wu-

Минимальный момент сопротивления относительно оси U

1348.275

см3

Wv+

Максимальный момент сопротивления относительно оси V

411.806

см3

Wv-

Минимальный момент сопротивления относительно оси V

411.806

см3

Wpl,u

Пластический момент сопротивления относительно оси U

1620.609

см3

Wpl,v

Пластический момент сопротивления относительно оси V

665.36

см3

Iu

Максимальный момент инерции

21323.038

см4

Iv

Минимальный момент инерции

6094.736

см4

iu

Максимальный радиус инерции

11.971

см

iv

Минимальный радиус инерции

6.4

см

au+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)

6.025

см

au-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)

9.061

см

av+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)

2.768

см

av-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)

2.768

см

yM

Координата центра тяжести по оси Y

0.0

см

zM

Координата центра тяжести по оси Z

-15.815

см

Максимальный изгибающий момент в траверсе:

.

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при комбинации усилий (1, 2, 7) М = -151,8 кНм; N = -353,8 кН :

.

Коэффициент k = 1,2 учитывает неравномерную передачу усилия .

.

4.4 Расчет и конструирование базы колонны

Ширина нижней части колонны превышает 1 м, поэтому проектируем базу раздельного типа (рис. 4.4.).

База колонны.

Рис. 4.4.

Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):

1) N₁ = -1489,2 кН; M₁ = -725,6 кНм (для расчета базы подкрановой ветви);

2) N₂ = -508,0 кН; М₂ = 827,5 кНм (для расчета базы наружной ветви).

Усилия в ветвях колонны определим по формулам:

В подкрановой ветви:

.

В наружной ветви:

.

База наружной ветви. Требуемая площадь плиты.

,

(бетон М150).

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

Тогда , принимаем В = 40 см.

,

принимаем L_тр = 30 см.

.

Среднее напряжение в бетоне под плитой

.

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

,

при толщине траверсы 12 мм .

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

Участок 1 (консольный свес ):

;

Участок 2 (консольный свес ):

;

Участок 3 (плита, опертая на четыре стороны ):

;

Участок 4 (плита, опертая на четыре стороны

):

.

Принимаем для расчета .

Требуемая толщина плиты:

,

R = 235 МПа = 23,5 кН/см² для стали С255 толщиной 18-40 мм.

Принимаем (3 мм припуск на фрезеровку).

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилие в ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d = 1,4..2 мм.

Требуемая длина шва определяется по формуле:

Принимаем

Расчетные характеристики:

прикрепления рассчитываем по металлу шва, принимая катет угловых швов .

.

Проверяем допустимую длину шва:

.

Требования к максимальной длине швов выполняется. Крепление траверсы к плите принимаем угловыми швами .

Проверяем прочность швов:

.

Швы удовлетворяют требованиям прочности. При вычислении суммарной длины швов с каждой стороны шва не учитывалось по 1 см на непровар.

Приварка торца колонны к плите выполняется конструктивными швами , так как эти швы в расчете не учитывались.

4.5 Расчет траверсы

Нагрузка на траверсу:

.

Максимальный изгибающий момент:

.

Максимальная поперечная сила:

.

Геометрические характеристики траверсы:

, .

Нормальные напряжения возникающие траверсе:

.

Касательные напряжения возникающие в траверсе:

.

4.6 Расчет анкерных болтов

Для расчёта анкерных болтов принимаем комбинацию нагрузок, дающую наибольший момент при минимальной силе.

Комбинации усилий для расчёта анкерных болтов в сечении 4-4:

M=827,5 кНм, N=508 кН,

Суммарное усилие во всех анкерных болтах, приходящихся на одну ветвь колонны:

;

;

Требуемая площадь сечения анкерных болтов находится по формуле:

,

для стали С235 [2, табл. 60].

Принимаем 4 болта 30, . Нормальная заделка l = 1500 мм по типу соединения с помощью шайб.

4.6 Расчет анкерной плитки

Плитка под анкерные болты рассчитывается как балка, лежащая на траверсах и нагруженная сосредоточенными силами:

- расстояние между траверсами в осях,

- усилие от одного анкерного болта.

Принимаем в качестве материала для анкерной плитки сталь С255 с R_y=230 МПа (t=2040 мм) табл. 51 [5].

Максимальный изгибающий момент:

.

Максимальная поперечная сила: .

Требуемый момент сопротивления анкерной плитки:

W_n=M_мах/R_y·_c=250/23·1=10,86 см³.

Принимаем диаметр отверстия под анкерный болт d=32 мм, а толщину анкерной плитки t=30 мм, тогда ширина анкерной плиты равна:

b=(6W_n/t²)+d=(6·10,86/3²)+3,2=10,44 см.

Принимаем ширину анкерной плиты b=12 см.

5 Расчет фермы в осях А-Б

5.1 Геометрические размеры и расчётная схема фермы

Размеры фермы приведены для её геометрической схемы, которая

получена путём пересечения линий, проходящих через центры тяжести

стержней и отсутствии расцентровки в узлах:

пролёт фермы L= 23.600 M; высота на опоре H= 3.150 M ;

высота в середине H1= 3.325 M ; уклон верхнего пояса i= 0.015.

Длины стержней (в метрах):

верхнего пояса нижнего пояса

панель 1 L= 2.800 панель 2 L= 3.000 панель 1 L= 5.800

панель 3 L= 3.000 панель 4 L= 3.000 панель 2 L= 6.000

панель 5 L= 3.000 панель 6 L= 3.000 панель 3 L= 6.000

панель 7 L= 3.000 панель 8 L= 2.800 панель 4 L= 5.800

раскосов стоек

раскос 1 L= 4.246 раскос 2 L= 4.380 стойка 1 L= 3.150

раскос 3 L= 4.445 раскос 4 L= 4.445 стойка 2 L= 3.236

раскос 5 L= 4.445 раскос 6 L= 4.445 стойка 3 L= 3.325

раскос 7 L= 4.380 раскос 8 L= 4.246 стойка 4 L= 3.236

стойка 5 L= 3.150

Расчётная схема фермы с нумерацией узлов и стержней приведена

на рис.5.1.1.

5.2 Узловые нагрузки

Величины узловых нагрузок приведены в табл.5.1, табл. 5.2.

Знак + соответствует направлению нагрузки к узлу; - от узла.

Таблица 5.1 Вертикальная нагрузка на верхний пояс

г=======T===============T===============T================¬

¦ N ¦ Постоянная ¦ Снеговая ¦Опорные моменты ¦

¦ узла ¦ нагрузка, (кН) ¦ нагрузка, (кН) ¦Млев. = 75кНм ¦

¦ ¦ ¦ ¦Мправ.= 75кНм ¦

¦=======+===============+===============+================¦

¦ 1 ¦ 102.06 ¦ 134.40 ¦ 0.00 ¦

¦ 2 ¦ 0.00 ¦ - ¦ - ¦

¦ 3 ¦ 0.00 ¦ - ¦ - ¦

¦ 4 ¦ 0.00 ¦ - ¦ - ¦

¦ 5 ¦ 102.06 ¦ 134.40 ¦ 0.00 ¦

L=======¦===============¦===============¦================-

5.3. Статический расчёт

Расчётные усилия в стержнях фермы приведены в табл.5.3.

Таблица 5.3Расчётные усилия в стержнях фермы

г========T========T=======T=========T=========T==================¬

¦ Элемент ¦ Марка ¦Усилия от ¦Усилия от ¦Усилия от ¦ Расчётные усилия: ¦

¦ фермы ¦элемента ¦постоян. ¦снеговой ¦опорных ¦=========T========¦

¦ ¦ ¦нагрузки, ¦нагрузки, ¦моментов, ¦ сжатие, ¦растяже- ¦

¦ ¦ ¦ (кН) ¦ (кН) ¦ (кН) ¦ (кН) ¦ние,(кН) ¦

¦========+========+=======+=========+=========+=========+========¦

¦ ¦ В- 1 ¦ 0.00 ¦ 0.00 ¦ 23.65 ¦ - ¦ 23.65 ¦

¦верхний ¦ В- 2 ¦ -155.91 ¦ -205.31 ¦ 23.02 ¦ -361.22 ¦ - ¦

¦пояс ¦ В- 3 ¦ -155.91 ¦ -205.31 ¦ 23.02 ¦ -361.22 ¦ - ¦

¦ ¦ В- 4 ¦ -204.36 ¦ -269.12 ¦ 22.41 ¦ -473.48 ¦ - ¦

¦ ¦ В- 5 ¦ -204.36 ¦ -269.12 ¦ 22.41 ¦ -473.48 ¦ - ¦

¦ ¦ В- 6 ¦ -155.91 ¦ -205.31 ¦ 23.02 ¦ -361.22 ¦ - ¦

¦ ¦ В- 7 ¦ -155.91 ¦ -205.31 ¦ 23.02 ¦ -361.22 ¦ - ¦

¦ ¦ В- 8 ¦ -0.00 ¦ 0.00 ¦ 23.65 ¦ - ¦ 23.65 ¦

¦========+========+=======+=========+=========+=========+========¦

¦ ¦ Н- 1 ¦ 89.54 ¦ 117.91 ¦ -23.34 ¦ - ¦ 207.45 ¦

¦нижний ¦ Н- 2 ¦ 193.78 ¦ 255.18 ¦ -22.71 ¦ - ¦ 448.96 ¦

¦пояс ¦ Н- 3 ¦ 193.78 ¦ 255.18 ¦ -22.71 ¦ - ¦ 448.96 ¦

¦ ¦ Н- 4 ¦ 89.54 ¦ 117.91 ¦ -23.34 ¦ - ¦ 207.45 ¦

¦========+========+=======+=========+=========+=========+========¦

¦ ¦ Р- 1 ¦ -135.77 ¦ -178.79 ¦ -0.47 ¦ -314.56 ¦ - ¦

¦раскосы ¦ Р- 2 ¦ 96.88 ¦ 127.58 ¦ 0.47 ¦ - ¦ 224.45 ¦

¦ ¦ Р- 3 ¦ -56.14 ¦ -73.93 ¦ -0.46 ¦ -130.07 ¦ - ¦

¦ ¦ Р- 4 ¦ 15.65 ¦ 20.61 ¦ 0.45 ¦ - ¦ 36.26 ¦

¦ ¦ Р- 5 ¦ 15.65 ¦ 20.61 ¦ 0.45 ¦ - ¦ 36.26 ¦

¦ ¦ Р- 6 ¦ -56.14 ¦ -73.93 ¦ -0.46 ¦ -130.07 ¦ - ¦

¦ ¦ Р- 7 ¦ 96.88 ¦ 127.58 ¦ 0.47 ¦ - ¦ 224.45 ¦

¦ ¦ Р- 8 ¦ -135.77 ¦ -178.79 ¦ -0.47 ¦ -314.56 ¦ - ¦

¦========+========+=======+=========+=========+=========+========¦

¦ ¦ С- 1 ¦ 0.00 ¦ 0.00 ¦ 0.35 ¦ - ¦ 0.35 ¦

¦стойки ¦ С- 2 ¦ -29.16 ¦ -38.40 ¦ 0.00 ¦ -67.56 ¦ - ¦

¦ ¦ С- 3 ¦ -23.10 ¦ -30.42 ¦ -0.66 ¦ -53.52 ¦ - ¦

¦ ¦ С- 4 ¦ -29.16 ¦ -38.40 ¦ 0.00 ¦ -67.56 ¦ - ¦

¦ ¦ С- 5 ¦ 0.00 ¦ 0.00 ¦ 0.35 ¦ - ¦ 0.35 ¦

L========¦========¦=======¦=========¦=========¦=========¦========-

5.4 Расчёт стержней на прочность и устойчивость

При расчёте учтено следующее:

в пролёте есть краны с режимом работы 7К;

ферма на колонну опирается сбоку;

нагрузки приложенные непосредственно к ферме - статические.

Геометрические характеристики сечений стержней приведены в табл.5.4.

Таблица 5.4

Геометрические характеристики сечений и сталь стержней

г===T========T=====T========T======T======¬

¦Марка ¦ Сечение ¦ Сталь ¦ Площадь ¦Радиус и- ¦Радиус и- ¦

¦эле- ¦ ¦ ¦ сечения, ¦нерции от-¦нерции от-¦

¦мен- ¦ ¦ ¦ см¤ ¦носительно¦носительно¦

¦та ¦ ¦ ¦ ¦горизонт. ¦вертикаль-¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦оси, см ¦ной оси,см¦

¦===+=======+=====+======+====+=====¦

¦B- 1 ¦ ¬-50*5 ¦ C245 ¦ 9.60 ¦ 1.53 ¦ 2.45 ¦

¦B- 2 ¦ ¬-100*7 ¦ C275 ¦ 27.50 ¦ 3.08 ¦ 4.45 ¦

¦B- 3 ¦ ¬-100*7 ¦ C275 ¦ 27.50 ¦ 3.08 ¦ 4.45 ¦

¦B- 4 ¦ ¬-110*8 ¦ C245 ¦ 34.40 ¦ 3.39 ¦ 4.88 ¦

¦B- 5 ¦ ¬-110*8 ¦ C245 ¦ 34.40 ¦ 3.39 ¦ 4.88 ¦

¦B- 6 ¦ ¬-100*7 ¦ C275 ¦ 27.50 ¦ 3.08 ¦ 4.45 ¦

¦B- 7 ¦ ¬-100*7 ¦ C275 ¦ 27.50 ¦ 3.08 ¦ 4.45 ¦

¦B- 8 ¦ ¬-50*5 ¦ C245 ¦ 9.60 ¦ 1.53 ¦ 2.45 ¦

¦H- 1 ¦ ¬-80*6 ¦ C245 ¦ 18.76 ¦ 2.47 ¦ 3.65 ¦

¦H- 2 ¦ ¬-80*6 ¦ C275 ¦ 18.76 ¦ 2.47 ¦ 3.65 ¦

¦H- 3 ¦ ¬-80*6 ¦ C275 ¦ 18.76 ¦ 2.47 ¦ 3.65 ¦

¦H- 4 ¦ ¬-80*6 ¦ C245 ¦ 18.76 ¦ 2.47 ¦ 3.65 ¦

¦P- 1 ¦ ¬-125*8 ¦ C245 ¦ 39.38 ¦ 3.87 ¦ 5.46 ¦

¦P- 2 ¦ ¬-50*5 ¦ C275 ¦ 9.60 ¦ 1.53 ¦ 2.45 ¦

¦P- 3 ¦ ¬-90*6 ¦ C245 ¦ 21.22 ¦ 2.76 ¦ 4.04 ¦

¦P- 4 ¦ ¬-50*5 ¦ C245 ¦ 9.60 ¦ 1.53 ¦ 2.45 ¦

¦P- 5 ¦ ¬-50*5 ¦ C245 ¦ 9.60 ¦ 1.53 ¦ 2.45 ¦

¦P- 6 ¦ ¬-90*6 ¦ C245 ¦ 21.22 ¦ 2.76 ¦ 4.04 ¦

¦P- 7 ¦ ¬-50*5 ¦ C275 ¦ 9.60 ¦ 1.53 ¦ 2.45 ¦

¦P- 8 ¦ ¬-125*8 ¦ C245 ¦ 39.38 ¦ 3.87 ¦ 5.46 ¦

¦C- 1 ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦

¦C- 2 ¦ ¬-63*5 ¦ C245 ¦ 12.26 ¦ 1.94 ¦ 2.96 ¦

¦C- 3 ¦ ¬-63*5 ¦ C245 ¦ 12.26 ¦ 1.94 ¦ 2.96 ¦

¦C- 4 ¦ ¬-63*5 ¦ C245 ¦ 12.26 ¦ 1.94 ¦ 2.96 ¦

¦C- 5 ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦

L===¦=====¦===¦=====¦===¦====-

В столбце <Сечение> табл.5.4 для неравнополочных уголков

первая цифра указывает размер горизонтальной полки в мм.

При вычислении радиусов инерции сечений стержней фермы толщина

фасонок принята равной 10.0 мм.

Результаты расчёта стержней приведенны в табл.5.5.

Таблица 5.5

Результаты конструктивного расчёта стержней фермы

г====T===T======T========T====T========T=====T=====T===¬

¦Эле- ¦Мар- ¦Расчёт-¦ Гибкость ¦Пре- ¦Расчётная ¦Коэф-¦Напря-¦Рас-¦

¦мент ¦ка ¦ное ¦ ¦дель-¦ длина ¦фици-¦жение,¦чёт-¦

¦фер- ¦эле- ¦усилие,¦=====T=====¦ная ¦=====T=====¦ент ¦ МПа ¦ное ¦

¦мы ¦мен- ¦ кН ¦ в ¦ из ¦гиб- ¦ в ¦ из ¦про- ¦ ¦соп-¦

¦ ¦та ¦ ¦плос-¦плос-¦кость¦плос-¦плос-¦доль-¦ ¦ро- ¦

¦ ¦ ¦ ¦кости¦кости¦ ¦кости¦кости¦ного ¦ ¦тив-¦

¦ ¦ ¦ ¦фермы¦фермы¦ ¦фермы¦фермы¦изги-¦ ¦лен.¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ (м) ¦ (м) ¦ба ¦ ¦МПа ¦

¦==+=+===+==+==+=+===+==+===+==+====¦

¦ ¦В 1 ¦ 23.7¦183.0¦114.1¦250.0¦ 2.80¦ 2.80¦ - ¦ 25.9 ¦240 ¦

¦верх ¦В 2 ¦ -361.2¦ 97.4¦ 67.4¦121.2¦ 3.00¦ 3.00¦0.523¦264.6 ¦270 ¦

¦ний ¦В 3 ¦ -361.2¦ 97.4¦ 67.4¦121.2¦ 3.00¦ 3.00¦0.523¦264.6 ¦270 ¦

¦пояс ¦В 4 ¦ -473.5¦ 88.5¦ 61.5¦121.8¦ 3.00¦ 3.00¦0.622¦232.8 ¦240 ¦

¦ ¦В 5 ¦ -473.5¦ 88.5¦ 61.5¦121.8¦ 3.00¦ 3.00¦0.622¦232.8 ¦240 ¦

¦ ¦В 6 ¦ -361.2¦ 97.4¦ 67.4¦121.2¦ 3.00¦ 3.00¦0.523¦264.6 ¦270 ¦

¦ ¦В 7 ¦ -361.2¦ 97.4¦ 67.4¦121.2¦ 3.00¦ 3.00¦0.523¦264.6 ¦270 ¦

¦ ¦В 8 ¦ 23.7¦183.0¦114.1¦250.0¦ 2.80¦ 2.80¦ - ¦ 25.9 ¦240 ¦

¦=+===+====+===+===+====+===+===+=+===+===¦

¦ниж- ¦Н 1 ¦ 207.5¦234.8¦159.0¦250.0¦ 5.80¦ 5.80¦ - ¦116.4 ¦240 ¦

¦ний ¦Н 2 ¦ 449.0¦242.9¦164.5¦250.0¦ 6.00¦ 6.00¦ - ¦251.9 ¦270 ¦

¦пояс ¦Н 3 ¦ 449.0¦242.9¦164.5¦250.0¦ 6.00¦ 6.00¦ - ¦251.9 ¦270 ¦

¦ ¦Н 4 ¦ 207.5¦234.8¦159.0¦250.0¦ 5.80¦ 5.80¦ - ¦116.4 ¦240 ¦

¦==+==+====+===+====+===+===+===+==+===+===¦

¦ ¦Р 1 ¦ -314.6¦109.7¦ 77.7¦136.2¦ 4.25¦ 4.25¦0.480¦175.2 ¦240 ¦

¦рас- ¦Р 2 ¦ 224.5¦229.0¦178.5¦300.0¦ 3.50¦ 4.38¦ - ¦246.1 ¦270 ¦

¦косы ¦Р 3 ¦ -130.1¦128.9¦110.0¦158.3¦ 3.56¦ 4.45¦0.370¦206.9 ¦240 ¦

¦ ¦Р 4 ¦ 36.3¦232.4¦181.2¦300.0¦ 3.56¦ 4.45¦ - ¦ 39.8 ¦240 ¦

¦ ¦Р 5 ¦ 36.3¦232.4¦181.2¦300.0¦ 3.56¦ 4.45¦ - ¦ 39.8 ¦240 ¦

¦ ¦Р 6 ¦ -130.1¦128.9¦110.0¦158.3¦ 3.56¦ 4.45¦0.370¦206.9 ¦240 ¦

¦ ¦Р 7 ¦ 224.5¦229.0¦178.5¦300.0¦ 3.50¦ 4.38¦ - ¦246.1 ¦270 ¦

¦ ¦Р 8 ¦ -314.6¦109.7¦ 77.7¦136.2¦ 4.25¦ 4.25¦0.480¦175.2 ¦240 ¦

¦==+==+====+===+===+====+===+===+===+===+===¦

¦ ¦С 1 ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦

¦стой ¦С 2 ¦ -67.6¦133.4¦109.2¦160.0¦ 2.59¦ 3.24¦0.345¦199.9 ¦240 ¦

¦ки ¦С 3 ¦ -53.5¦137.1¦112.2¦168.3¦ 2.66¦ 3.33¦0.327¦166.7 ¦240 ¦

¦ ¦С 4 ¦ -67.6¦133.4¦109.2¦160.0¦ 2.59¦ 3.24¦0.345¦199.9 ¦240 ¦

¦ ¦С 5 ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦

L==¦==¦===¦==¦==¦==¦==¦==¦=¦===¦==-

5.5. Подбор сечений стержней

Подберем сечения стержней для первой панели.

Таблица5.6.

5.7 Расчет длин швов

Таблица5.8.

5.8 Расчет и конструирование узлов фермы

5.8.1 Нижний опорный узел

Толщину фасонок фермы принимаем в зависимости от усилий в опорном раскосе [1, табл. 9.2.]; фасонка опорного узла

Торцевой лист принимаем толщиной 20 мм и шириной 180 мм, из условия размещения болтов. Напряжение смятия у торца:

где - величина опорной реакции фермы

Толщина швов крепления опорного раскоса (Р-1) назначаем: на обушке 8мм, на пере 6 мм (их длины приведены в таблице 5.8.) То же для нижнего пояса (Н-1).

По требуемым расчетным длинам швов с учетом конструктивных требований (добавки 1 см длины на непровар и зазор между швами) намечаем графически конфигурацию и размеры опорной части фасонки.

Проверяем опорную фасонку на срез, а также швы ее крепления к торцовому листу (толщину швов назначаем 6мм):

Рис.5.2. Нижний опорный узел фермы

5.8.2 Верхний опорный узел

Рис.5.3. Верхний опорный узел фермы

При проектировании жесткого верхнего опорного узла, толщина фланца принимается , расстояние между болтами b назначают минимальным и крепление необходимо рассчитать на силу N.

Момент при изгибе фланца определяется как в защемленной балке пролетом b, равным расстоянию между болтами:

напряжение в нем определяется по формуле:

где a и длина и толщина фланца.

Количество болтов определяется по формуле:

Принимаем 4 болта 16 мм.

Обычно стремятся запроектировать верхний узел так, чтобы линия действия силы N проходила через центр фланца. В этом случае напряжение в швах, прикрепляющих фланец к фасонке, проверяют по формуле:

Шов крепления фланца к фасонке работает на срез и его длину определяют по формуле:

_f=0,7, _z=1,0, принимается по табл. 34 [5],

_wf=_wz=1, принимается по п.п. 11.2 [5].

Для сварки принимаем электроды типа Э46 по ГОСТ 9467-75, табл. 55 [5].

R_wf=20 кН/см², по табл. 56 [5], R_wz=0,45•R_un=0,45•37=16,7 кН/см².

см

5.8.3 Промежуточный узел

Толщину фасонок фермы принимаем в зависимости от усилий в промежуточном узле [1, табл. 9.2.] . Промежуточный узел фермы показан на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Промежуточный узел фермы

Длина швов, прикрепляющих раскосы и стойки к фасонке, определяются по формулам

; и приведены в таблице 5.8.

Так как к узлу приложена сосредоточенная нагрузка то швы прикрепляющие накладку (; сечение накладки 150х10) к поясам воспринимают равнодействующее усилие от сосредоточенной силы и разности усилий в смежных панелях и возникающие напряжения в швах проверяются по формуле:

F - сосредоточенная узловая нагрузка (см. табл.5.1) F=29,16+38,4=67,56кН

Уk_ш·l_ш= 0,08· (2·0,25+0,65)=0,12м²- суммарная площадь швов, крепящих накладку к поясам

Усилие действующее в накладке:

Расчетным усилием для швов, прикрепляющих левые уголки пояса к фасонке, будет большее из:

Расчетным усилием для швов, прикрепляющих правые уголки пояса к фасонке, будет большее из:

Длины швов, прикрепляющих верхний пояс к фасонке приведены в таблице 5.8.

Конструктивно длина швов прикрепляющих пояса к фасонке принята по всей длине фасонки.

6 Расчет подкрановой балки

6.1 Статический расчет

6.1.1 Определение расчетных усилий от колес кранов

Таблица 6.1. - Технические характеристики крана.

Пролет балки

Грузоподъемность крана, Q_кр

Пролет крана, L_кр

Ширина крана, В

Расстояние между колесами

Давление колес

Р₁^н

Вес тележки, g_т

Вес крана, общий

Режим работы

Коэффициент надежности по нагрузке

Коэффициент сочетания

м

кН

м

м

м

кН

кН

кН

j_f

К_с

6

800

21,5

9,35

1,575

0,8

4,6

0,8

1,575

370

380

1100

7к

1,1

0,85

Расчетная вертикальная нагрузка от колес при совместном действии двух кранов:

Р=К_д•j_f•К_с•Р^н=1,1•1,1•0,85•370=380,5 кН,

Здесь Р₁^н, Р₂^н - нормативное давление колес; К_д - коэффициент динамичности по п.4.9 /3/.

Расчетная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана от торможения тележки

Т_к= К_д•j_f•К_с•Т_к^н=1,1•1,1•0,85•14,75=15,1 кН,

Т_к^н= [(Q_кр+g_т)/N₀]•f=[(800+380)/4]•0,05=14,75 кН

Где Q_кр - грузоподъемность крана (кН); g_т - вес тележки (кН); N₀ - число колес на одной стороне крана; f - коэффициент трения (0,05 при гибком подвесе груза).

рис. 6.1. - Схема крановой нагрузки от двух сближенных кранов

При пролете балки 6 м. На ней помещается 4 колеса, но наихудшее положение крана:

рис. 6.2. - Схема определения максимального момента

Для определения положения равнодействующей от этих колес выбирается точка (первое колесо). Положение равнодействующей определяется из условия, что сумма моментов всех сил относительно первого колеса равна нулю. Поэтому расстояние от первого колеса до равнодействующей всех грузов:

6.1.2 Определение критического груза

Ближайшее к равнодействующей колесо считается критическим (колесо №1). Для его определения находят расстояния до этих колес.

6.1.3 Определение расстояний от колес до опор балки

Для определения М_max необходимо грузы на балке расположить так, чтобы критическое колесо P₅ и равнодействующая R находились на одинаковых расстояниях от середины пролета балки. Наибольший момент должен быть под критическим грузом.(см рис 6.2)

6.1.4 Проверка правильности расстановки колес на балке

Проверяем условие:

,

условие выполняется.

6.1.5 Определение наибольшего изгибающего момента

Изгибающие моменты можно определить по эпюре моментов, для чего построим ее (см рис 6.2)

6.1.6 Определение наибольшей поперечной силы

Для определения максимальной поперечной силы загружаем линию влияния поперечной силы на опоре рис. 5.3.

Рис. 6.3. Расчетная схема подкрановой балки при

Значение Q_max определяется линией влияния опорной реакции по формуле:

6.1.7 Определение изгибающего момента и поперечной силы в ПБ от сил торможения

От действия сил торможения тележки в горизонтальной плоскости верхнего пояса ПБ и тормозной балки возникает изгибающий момент и поперечная сила, полученные при расстановках, соответствующих M_max и Q_max. Поэтому значения моментов и поперечной силы находятся пропорционально отношению силы торможения и вертикального давления.

Момент

Поперечная сила

6.2 Подбор сечения подкрановой балки

Подбор сечения ведется по результатам статического расчета ПБ. Принимаем сталь марки С255 (t=10-20мм, R_y=240МПа).

6.2.1 Определение высоты подкрановой балки

По условию прочности определяют требуемый момент сопротивления балки:

Толщину стенки t_щ, мм принимаем по эмпирической формуле:

принимаем толщину стенки 12мм

где: h - высота подкрановой балки в метрах

Оптимальная высота подкрановой балки:

Т.к. нагрузка на подкрановую балку подвижна, ее сечение постоянно по длине.

По жесткости:

где: [f/l] - относительный прогиб по табл.19 [5] равен 1/400

= 370 кН - нормативное значение максимального давления от колеса мостового крана;

Принимаем h_б=90см.

6.2.2 Определение размеров поясов

Требуемый момент инерции подкрановой балки определяют по выбранной высоте:

момент инерции поясов выражают через площади поясных листов, пренебрегая при этом собственным моментом инерции поясов относительно горизонтальной оси:

(зададимся толщиной полок 1,8 см, тогда высота стенки 86,4см)

отсюда площадь поясного листа

,

по ранее принятой толщине пояса (t_f=1,8мм) определяем ширину пояса:

Из условия принимаем пояс из листа сечением 18х300мм, А_f=54см²

В сжатом поясе должна быть обеспечена местная устойчивость свеса:

<

6.2.3. Выбор элементов тормозной балки

Тормозная балка состоит из верхнего пояса ПБ, горизонтального листа из рифленой стали толщиной 8мм и швеллера № 36.

Рис. 6.4. - Размеры подкрановой и тормозной балок

6.2.4 Определение геометрических характеристик подкрановых конструкций

Элемент сечения	Угол поворота	Зеркально
Лист 864 x 12	90.0
Лист 300 x 18
Лист 300 x 18
Лист 1340 x 8
Швеллеp с уклоном полок по ГОСТ 8240-89 36

Габариты сечения 1616.9 x 908.0 мм

Геометрические характеристики сечения

	Параметр	Значение
A	Площадь поперечного сечения	372.28	см²
?	Угол наклона главных осей инерции	70.856	град
I_y	Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y	438369.28	см⁴
I_z	Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z	1229290.415	см⁴
I_t	Момент инерции при свободном кручении	197.914	см⁴
i_y	Радиус инерции относительно оси Y1	34.315	см
i_z	Радиус инерции относительно оси Z1	57.464	см
W_u+	Максимальный момент сопротивления относительно оси U	12463.716	см³
W_u-	Минимальный момент сопротивления относительно оси U	17848.0	см³
W_v+	Максимальный момент сопротивления относительно оси V	6680.949	см³
W_v-	Минимальный момент сопротивления относительно оси V	7257.658	см³
W_pl,u	Пластический момент сопротивления относительно оси U	19718.202	см³
W_pl,v	Пластический момент сопротивления относительно оси V	9662.616	см³
I_u	Максимальный момент инерции	1337667.823	см⁴
I_v	Минимальный момент инерции	329991.872	см⁴
i_u	Максимальный радиус инерции	59.943	см
i_v	Минимальный радиус инерции	29.773	см
a_u+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)	33.479	см
a_u-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)	47.942	см
a_v+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)	17.946	см
a_v-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)	19.495	см
y_M	Координата центра тяжести по оси Y	-42.831	см
z_M	Координата центра тяжести по оси Z	-61.946	см

Элемент сечения	Угол поворота	Зеркально
Лист 864 x 12	90.0
Лист 300 x 18
Лист 300 x 18

Габариты сечения 300.0 x 900.0 мм

Геометрические характеристики сечения

	Параметр	Значение
A	Площадь поперечного сечения	211.68	см2
?	Угол наклона главных осей инерции	0.0	град
Iy	Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y	274565.894	см4
Iz	Момент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z	8112.442	см4
It	Момент инерции при свободном кручении	156.49	см4
iy	Радиус инерции относительно оси Y1	36.015	см
iz	Радиус инерции относительно оси Z1	6.191	см
Wu+	Максимальный момент сопротивления относительно оси U	6101.464	см3
Wu-	Минимальный момент сопротивления относительно оси U	6101.464	см3
Wv+	Максимальный момент сопротивления относительно оси V	540.829	см3
Wv-	Минимальный момент сопротивления относительно оси V	540.829	см3
Wpl,u	Пластический момент сопротивления относительно оси U	7002.288	см3
Wpl,v	Пластический момент сопротивления относительно оси V	841.104	см3
Iu	Максимальный момент инерции	274565.894	см4
Iv	Минимальный момент инерции	8112.442	см4
iu	Максимальный радиус инерции	36.015	см
iv	Минимальный радиус инерции	6.191	см
au+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)	28.824	см
au-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)	28.824	см
av+	Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)	2.555	см
av-	Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)	2.555	см
yM	Координата центра тяжести по оси Y	0.0	см
zM	Координата центра тяжести по оси Z	-45.0	см

Проверим нормальное напряжение в верхнем поясе (точка А):

Прочность стенки на действие касательных напряжений на опоре обеспечена, так как принятая толщина стенки больше определенной из условия среза.

Страница:

курсовая работа "Проектирование металлического каркаса" скачать

Подобные документы

Проектирование поперечной рамы каркаса промышленного здания с мостовыми кранами
Компоновка поперечной рамы. Расчет внецентренно-сжатой колонны, узла сопряжения верхней и нижней частей колонны. Подбор сечения сжатых стержней фермы. Сбор нагрузок на ферму. Расчет анкерных болтов. Расчетные сочетания усилий. Статический расчёт рамы.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.11.2016
Стальной каркас одноэтажного производственного здания
Проект несущих конструкций одноэтажного промышленного здания. Компоновка поперечной рамы каркаса здания, определение нагрузок от мостовых кранов. Статический расчет поперечной рамы, подкрановой балки. Расчет и конструирование колонны и стропильной фермы.

курсовая работа [1018,6 K], добавлен 16.09.2017
Расчет и конструирование одноэтажного промышленного здания
Компоновка конструктивной схемы каркаса. Нагрузки и воздействия на каркас здания. Статический расчет поперечной рамы. Расчет на постоянную нагрузку, на вертикальную нагрузку от мостовых кранов. Расчет и конструирование стержня колонны, стропильной фермы.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.05.2015
Металлические конструкции каркаса здания
Компоновка конструктивной схемы каркаса производственного здания. Разработка схемы связей по шатру здания. Проверочный расчет подкрановой балки. Статический расчет поперечной рамы. Конструирование колонны, определение ее геометрических характеристик.

курсовая работа [525,9 K], добавлен 10.12.2013
Расчет и конструирование несущих конструкций одноэтажного промышленного здания
Проект конструкторского расчета несущих конструкций одноэтажного промышленного здания: компоновка конструктивной схемы каркаса здания, расчет поперечной рамы каркаса, расчет сжатой колонны рамы, расчет решетчатого ригеля рамы. Параметры нагрузки усилий.

курсовая работа [305,8 K], добавлен 01.12.2010
Расчет и конструирование железобетонных элементов одноэтажного промышленного здания
Подбор конструкций поперечной рамы: фахверковой колонны, плит покрытия, стеновых панелей, подкрановых балок, сегментной фермы. Компоновка поперечной рамы. Определение нагрузок на раму здания. Конструирование колонн. Материалы для изготовления фермы.

курсовая работа [571,4 K], добавлен 07.11.2012
Металлические конструкции производственного здания, их расчет
Компоновка конструктивной схемы каркаса производственного здания. Определение нагрузок, действующих на поперечную раму. Статический расчет однопролетной поперечной рамы. Определение расчетных длин, сечений и базы колонны. Расчет и конструирование фермы.

курсовая работа [507,3 K], добавлен 17.05.2013
Стальной каркас промышленного здания
Расчет поперечной рамы, составление сочетаний нагрузок и выбор невыгодных сочетаний усилий. Подбор сечений центрально растянутых и центрально сжатых элементов. Расчетные длины колонны. Подбор сечения верхней и нижней части колонны. Расчет базы колонны.

курсовая работа [591,0 K], добавлен 28.04.2012
Поперечник одноэтажного железобетонного промышленного здания
Компоновка поперечной рамы: расчет нагрузок. Геометрические характеристики колонны. Реакции колонны и рамы. Определение усилий в колонне от постоянных нагрузок. Определение усилий в стойке от собственного веса. Расчёт внецентренно сжатой колонны.

курсовая работа [722,5 K], добавлен 15.06.2011
Строительный проект перекрытий промышленного здания
Компоновка поперечной рамы. Расчет крайней колонны прямоугольного сечения. Конструирование двускатной балки покрытия. Определение потерь предварительного напряжения арматуры. Проверка трещиностойкости и прочности колонны в стадиях подъема, монтажа.

курсовая работа [423,7 K], добавлен 02.09.2015

Другие документы, подобные "Проектирование металлического каркаса"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Пролет балки	Грузоподъемность крана, Q_кр	Пролет крана, L_кр	Ширина крана, В	Расстояние между колесами	Давление колес Р₁^н	Вес тележки, g_т	Вес крана, общий	Режим работы	Коэффициент надежности по нагрузке	Коэффициент сочетания
м	кН	м	м	м	кН	кН	кН		j_f	К_с
6	800	21,5	9,35	1,575 0,8 4,6 0,8 1,575	370	380	1100	7к	1,1	0,85

Проектирование металлического каркаса

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы определим по формулам:

и .

Так как

,

,

значения и определим по табл. 14.1 [1].

В однопролетной раме с жестким сопряжением ригеля с колонной верхний конец колонны закреплен только от поворота;

= 2; = 3.

Таким образом, для нижней части колонны:

;

для верхней:

.

Расчетные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей равны соответственно:

;

.

Конструктивная схема колонны.

Рис. 4.1.

4.1.2 Подбор сечения верхней части колонны

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой:

По формуле 14.16. [1] определим требуемую площадь сечения.

Для симметричного двутавра:

;

;

,

Для стали C245 толщиной до 20 мм Ry = 240 МПа = 24 кН/см2;

.

Значение коэффициента определим по прил. 10 [1].

Примем в первом приближении , тогда

;

.

По прил. 8 [1] при и : .

Компоновка сечения: высота стенки

,

принимаем предварительно толщину полок .

По табл. 14.2 [1] при и из условия местной устойчивости

,

.

Принимаем и включаем в расчетную площадь сечения колонны два крайних участка стенки шириной по

.

Требуемая площадь полки:

.

Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента ширина полки:

из условия местной устойчивости полки по формуле:

где .

Принимаем ; ; ;

.

Геометрические характеристики сечения.

Расчетная площадь сечения с учетом только устойчивой части стенки:

.

4.1.3 Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента.

Значение коэффициента определяем по прил. 10 [1] при :

;

;

по прил. 8 [1].

В расчетное сечение включаем всю площадь сечения:

.

Недонапряжение: .

4.1.4 Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента

;

по прил. 7 [1].

Для определения найдем максимальный момент в средней трети расчетной длины стержня:

По модулю

при коэффициент .

Значения и определим по [ 1, прил. 11 ]:

.

Поскольку

,

в расчетное сечение включаем полное сечение стенки:

.

Недонапряжение:

4.2 Подбор сечения нижней части колонны

- N1 = -1489,2 кН; M1 = -725,6 кНм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь);

- N2 = -508,0 кН; М2 = 827,5 кНм (изгибающий момент догружает наружную ветвь);

- Qmax= -102,5 кН.

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения .

Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополочного двутавра, наружную - составного сварного сечения из листа и двух уголков.

Определим по формуле 14.32 [1] ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем zо = 2,5 см; hо = hн - zо = 150 - 2,5 = 147,5 см.

;

Для стали C245 толщиной до 20 мм R_y = 240 МПа = 24 кН/см²;

- N₁ = -1489,2 кН; M₁ = -725,6 кНм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь);

- N₂ = -508,0 кН; М₂ = 827,5 кНм (изгибающий момент догружает наружную ветвь);

- Q_max= -102,5 кН.

Определим по формуле 14.32 [1] ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем z_о = 2,5 см; h_о = h_н - z_о = 150 - 2,5 = 147,5 см.

задаемся ; R = 240 МПа = 24 кН/см² ( сталь С245, фасонный прокат), тогда

R = 240 МПа = 24 кН/см² (фасонный прокат из стали С245);

N₂ = -508,0 кН; М₂ = 827,5 кНм

N₁ = -1489,2 кН; M₁ = -725,6 кНм