Расчетная схема траверсы

Условная поперечная сила вычисляем по формуле 23*[2]

Q_fic = 7,15 × 10^-6 (2330– E / R_y) N / j,

(7.15/(1000000))·(2330–(2.1·1000000)/3200)·(284.32·1000/0.744)=4573.31=4.57т<18.365т

Расчёт решетки проводим на Q_max.

Усилие сжатия в раскосе

18.365/(2·0.686)=13.39 т

1.415/2.06=0.69

Lr=(1.5^2+1.415^2)^0.5=2.06

13.386·1000/(0.542·3200·0.75)=10.29 см2

γ_с=0,75(сжатый уголок, прикрепляемый одной полкой).

Принимаем L100x7

13.75 см2

1.98 см

(1.5^2+1.415^2)^0.5=2.06

2.06·100/1.98=104.04

0.427

13.386·1000/(0.427·13.75)=2279.92<3200·0.95=3040кг/см2

Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стерж­ня по формуле (14.9).

Геометрические характеристики всего сечения:

72.16+154=226.16см2

1446.9+72.16·98.912^2+37828.99+154·46.348^2=1076072.41 см4

(1076072.41/226.16)^0.5=68.98

22.3944·100/68.978=32.47

Приведённая гибкость

2·13.75=27.5

(32.466^2+27·226.16/27.5)^0.5=35.72

35.722·(3200/2060000)^0.5=1.41

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

N₂= 284.32 т, M₂= 118.071 т×м;

118.071·100·226.16·(46.348+4.74)/(284.32·1076072.41)=0.45

по найденным по и m_X находим =

Находим =0.635;

284.32·1000/(0.635·226.16)=1979.78<3200·0.95=3040кг/см2

Для комбинации усилий догружающих подкрановую ветвь (сечение 3 – 3)

N₁= 232.48, M₁= 68.402 т*м;

68.402·100·226.16·98.912/(232.48·1076072.41)=0.61

Находим = 0.57

232.48·1000/(0.57·226.16)=1803.41<3200·0.95=3040кг/см2

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

5.7. Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.

Расчётные комбинации усилий в сечении над уступом:

1) M= 17.89 т*м; N= 53.96 (загружение 1, 3, 4);

2) M= -47.367 т*м; N= 105.8 т (загружение 1,2,5*);

Давление кранов D_mах= 140.37 кН.

Прочность стыкового шва (W1) проверяем в крайних точках сечения надкрановой части.

Площадь шва равна площади сечения колонны.

Первая комбинация M и N:

Наружная полка:,

53.96·1000/204.8+17.89·100000/7327.06=507.64<3200·0.95=3040кг/см2

Внутренняя полка:

53.96·1000/204.8–17.89·100000/7327.06=19.31<3200·0.95=3040кг/см2

Вторая комбинация M и N:

Наружная полка:

s= 105.8·1000/204.8+-47.367·100000/7327.06=-129.87<3200·0.95=3040кг/см2

Внутренняя полка:

s= 105.8·1000/204.8+-47.367·100000/7327.06=-129.87<3200·0.95=3040кг/см2

Толщину стенки траверсы определяем из условия ее смятия по формуле (14.28):

4800/1.025=4682.93

- коэффициент надежности по табл.2* [2]

140.37·1000/(34·4682.93)=0.88 см

Принимаем t_тр=1см.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация)

105.8·1000/2–-47.367/100=52900.47

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

Принимаем полуавтоматическую сварку проволокой марки СВ-08А d=2мм . Назначаем k_F = 7мм;

1800 кг/см2

4800·0.45=2160 кг/см2

0.9·1800=1620 < 1.05·2160=2268

52900.47/(4·0.7·1620)=11.66

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы

Для расчёта шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий дающую наибольшую реакцию траверсы. N= 105.8 т, M= -47.37т

105.8·100/(2·150)–-47.37·100/150+140.37·0.9=193.18т

Коэффициент учитывает, что усилия N и M приняты для 2-го основного сочетания нагрузок. Требуемая длина шва (K_F=0,7см)

193.18·1000/(4·0.7·1620)=42.59

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы (линия 1-1) определим высоту траверсы h_TP по формуле (14.31):

= 193.18·1000/(2·0.7·1810.732)=76.2

0.58·3200/1.025=1810.73

0.7 см- толщина стенки двутавра 40Б1СТО АСЧМ 20-93

Принимаем h_TP= 80 см.

Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M и D_mах. Нижний пояс принимаем конструктивно из листа 450х10, верхние горизонтальные ребра – из двух листов 100х10 мм.

Геометрические характеристики траверсы:

ун=(2·10·1·(1+80–1.5–1/2)+80·1·(1+80/2)+45·1·(1/2))/(2·10·1+80·1+1·45)=33.67

Ix=2*((10*1³)/12+10*1*45.33²)+((1*80³)/12+80*1*7.33²)+((45*1³)/12+45*1*33.17²)=137577.77

137577.77/33.67=4086.06

Максимальный изгибающий момент возникает в траверсе при 2-й комбинации усилий:

(–-47.37·1000·100/150+105.8·1000·100/300)·50=3342333.33

3342333.333/4086.06=817.98<3200·0.95=3040кг/см2

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при комбинации усилий 1, 2, 3, 4(-), 5*

105.8·100/300–(-47.37/150)+1.2·0.9·140.37/2=111.38

111.382·1000/(1.2·80)=1160.23< 1810.7 кг/см2

10

100

450

5.8. Расчёт и конструирование базы колонны.

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

Расчётные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4)

1) M= 118.07 т*м; N= 284.32 т (для расчёта базы наружной ветви);

2) M= -68.4 т×м; N= 232.48 т (для расчёта базы подкрановой ветви).

Усилия в ветвях колонны определим по формулам (14.19 и 14.20):

–-68.4·100/145.26+232.48·46.348/145.26=121.27 т

118.07·100/145.26+284.32·46.348/145.26=172 т*м

База наружной ветви. Требуемая площадь плиты

172/0.085=2023.53 см2

R_B — расчётное сопротивление бетона на сжатие

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

Тогда 39.6+2·4=47.6

принимаем B= 50 см;

= 2023.529/50=40.47 см

Принимаем L= 45 см;

45·50=2250

Среднее напряжение в бетоне под плитой

172·1000/2250=76.44 кг/см2

участок №1 (консольный свес С=С₁= 7.2 см)

(76.444*7.2²)/2=1981.43кг*см

участок №2 (консольный свес C=C₂= 5.2 см)

(76.444*5.2²)/2=1033.52кг*см

участок №3 (плита опертая на четыре стороны; 35.6/16=2.22 >2; a=0,125; а=);

0.125*76.444*16²=2446.21 кг*см

участок №4 (плита оперта на четыре стороны; b/a= 35.6/8.6=4.14>2; a=0,125);

0.125*76.444*8.6²=706.72кг*см

Принимаем для расчёта M_mах=M₁= 2446.2 кг*см;

Требуемая толщина плиты:

(6·2446.208/3200)^0.5=2.14

R_у=3200кг/см²

Принимаем t_пл= 25 мм (2мм – припуск на фрезеровку).

47.4

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-10Г2, d=1,4-2мм, k_f=8мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:

172·1000/(4·0.8·1620)=33.18 см

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d=1,4-2мм, k_f=8мм. Требуемая длина шва определяется по формуле:

Требование к максимальной длине швов выполняется. Крепление траверсы к плите принимаем угловыми швами k_f=8мм.

Принимаем h_тр=42см.

Проверяем прочность швов:

172·1000/(0.8·4·42)=1279.76 < 1620 кг/см2 швы удовлетворяют требованиям прочности

Расчёт анкерных болтов.

N= 106.12 т; М= 91.17 т*м.

Усилия в анкерных болтах F_a =(M – Ny₂)/h₀= (91.17·100–106.12·46.348)/145.26=28.9 т

площадь сечения болтов из стали Вст3кп2 R_ва= 1850кг/см² табл 60* [2]

Ав,тр=Fagn/Rва=28.904·1000·0.95/1850=14.84 см2

Принимаем 4 болта Æ 30, А_ва= 5.6·4=22.4 см².

Усилия в анкерных болтах наружней ветви меньше. Из конструктивных решений принимаем такие же болты.