автокран. Курсовая работа проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания
 Скачать 305.79 Kb.
|
Расход стали на перекрытие 2.3. Проектирование колонны сплошного сечения 2.3.1. Расчетная длина колонны и сбор нагрузки НГБ = ОВН - hстр НГБ = 8,4 – 1,774 = 6,626 м Заглубление фундамента hф = 0,7 м. Геометрическая длина колонны L = НГБ + hф = 7,326 м. При опирании балок на колонну сверху, колонна рассматривается как шарнирно закрепленная в верхнем конце. Соединение с фундаментом легких колонн в расчете также принимается шарнирным. Поэтому длина колонны определяется при = 1: Lef = L = 1 7,326 = 7,326 м. Грузовая площадь Агр = LГLВ = 17,5 7 = 122,5 м2. Сбор нагрузки на колонну Таблица 6
2.3.2. Подбор сечения колонны Выполним расчет относительно оси Y, пересекающей полки. Гибкость колонны у = 89,3. Находим у = 0,50. Требуемая площадь сечения колонны Атр = 115,2 см2. Требуемые радиус инерции и ширина полки  Ширина полки находится из соотношения iY 0,24bf . bf = 36 см – принимаем ширину полки, в соответствии с сортаментом прокатной стали. Высоту стенки hW назначаем так, чтобы удовлетворялось условие h bf, hW = 360 мм. Назначив толщину tW = 1,2 см, получим площадь сечения стенки: АW = 43,2 см2. Свес полки: bef = 0,5(bf – tW) = 0,5(360-12) = 17,4 см. Предельное значение bef = 17,5 см – находится из условия возможности применения автоматической или полуавтоматической сварки. Т.к. величина свеса полки меньше предельной, условие технологичности сварки выполняется. Геометрические характеристики сечения. Площадь сечения: А = 0,5 (Атр – АW) = 115,2 см2. Момент инерции:  Радиус инерции:  Гибкость:  Приведенная гибкость:  Коэффициент продольного изгиба:  Включаем в нагрузку вес колонны:Gк = АLf = 77 115,2 10-47,3261,11,05 = 7,5 кН Полная расчетная нагрузка Gp = 1962,5 кН Проверка колонны на устойчивость.  Недонапряжение составляет 1,2%. Проверка предельной гибкости. U=180 - 60 =180 – 60 0,987 = 120,78 где  Т.к. Y = 89,3 < U = 120,78, проверка гибкости проходит. 2.3.3. Проверка устойчивости полки и стенки колонны. Отношение свеса полки к ее толщине:  Наибольшее отношение  при условии выполнения устойчивости полки равно 17,72. Т.к.  , устойчивость полок обеспечивается.Проверим устойчивость стенки по условию  . ;  ; UW = 1,2+0,35 = 1,2+0,35 3,65 = 2,5Принимаем 2,3.  30 < 56,2 – устойчивость стенки колонны обеспечена. Т.к.  , то поперечные ребра жесткости по расчету устанавливать не требуется.По конструктивным соображениям принимаем на отправочном элементе два парных ребра. Назначим размеры парных ребер: ширина bP = hW/30 + 40 мм = 36/30 + 40 = 41,2. Принимаем bP =50 мм. Толщина tP bP/12 = 50/12 = 4,2 мм. Принимаем tP = 6 мм. В центрально-сжатых колоннах сплошного сечения сдвигающие усилия между стенкой и полкой незначительны. Поэтому сварные швы, соединяющие полки со стенкой, назначаем конструктивно толщиной катета kf= 6 мм. 2.3.4. Расчет базы колонны. База колонны, состоящая из опорной плиты и траверс, крепится к фундаменту анкерными болтами. Размеры плиты базы. Ширину плиты назначаем по конструктивным соображениям: Впл = bf + 2t + 2c = 360 + 2 10 + 2 50 = 480 мм Длина плиты минимальная по конструктивным соображениям: Lплmin = h +2c = 380 + 2 50 = 480 мм. Учитывая стандартные размеры листов, назначаем Lпл = 480 мм. Проверим достаточность размеров плиты в плане расчетом из условия смятия бетона под плитой. Класс бетона фундамента В12,5. Расчетное сопротивление бетона смятию при коэффициенте условия работы в= 1,2: Rв,loc = вRвв1 = 1,2 7,5 0,9 = 8,1 МПа Требуемая длина плиты по расчету:  Принимаем по сортаменту универсальной стали Lпл = 530 мм. Получаем размеры плиты базы в плане Lпл Впл = 530 480 мм с площадью Апл = 0,25 м2. Назначаем размеры верхнего обреза фундамента Вф = Впл + 20 см = 48 + 20 = 68 см Lф = Lпл + 20 см = 53 + 20 = 73 см Площадь Аф = 0,50 м2 Уточним коэффициент  Уточним сопротивление бетона смятию Rв,loc = 1,26 7,5 0,9 = 8,51 Мпа Проверим бетон на смятие под плитой базы:  - проверка удовлетворяетсяРасчет толщины плиты базы.  Выделим три участка плиты с характерными схемами закрепления. Изгибающие моменты в плите на участках: на I участке М1 = Р в2 в = 50 мм; = 0,5; Р = 7,85 Мпа М1 = 0,5 7,85 103 0,052 = 9,81 кНм на II участке Отношение сторон а/в = 0,075/0,36 = 0,208 Т.к. отношение сторон меньше 0,5, выполняем расчет как для консоли М2 = 0,5 7,85 103 0,0752 = 22,08 кНм на III участке Отношение сторон 2,07, отсюда = 0,125 М3 = 0,125 7,85 103 0,1742 = 2,971 кН По наибольшему моменту на участке Мmax = 29,71 кН. Определим требуемую толщину плиты:  , где С = 1,0По сортаменту принимаем плиту толщиной 25 мм. Расчет траверсы. Нагрузка со стержня колонны передается на траверсы через сварные швы, длина которых и определяет высоту траверсы. При четырех швах с высотой катета kf = 10 мм  Прочность по металлу шва fWfRWf = 0,7 1 240 = 168 МПа (СНиП, табл. 51).  В соответствии с требованиями СНиП, расчетная длина флангового шва должна быть не более 85fkf = 85 0,7 0,01 = 0,6 м, в расчете lW = 0,30 м. По сортаменту универсальной стали принимаем hтр = 400 мм. Расчет катета сварного шва крепления траверсы к плите. При вычислении суммарной длины швов учитывается непровар по 1 см на каждый шов. lW = 2(2Lпл – h) - 23 = 2(256 – 38) –6 = 142 см. Требуемый по расчету катет:  В соответствии с табл. 38 СНиП при толщине плиты 25 мм минимальный катет шва равен kf min = 7 мм. Приварку торца стержня колонны к опорной плите базы выполняем конструктивными швами kf = 9 мм. Крепление базы к фундаменту. При шарнирном сопряжении колонны с фундаментом необходимы анкерные болты для фиксации проектного положения колонны и закрепления ее в процессе монтажа. Принимаем два анкерных болта диаметром d = 20 мм. Болты устанавливаются в плоскости главных балок с креплением к плите базы, что обеспечивает за счет гибкости плиты шарнирное сопряжение колонны с фундаментом. 2.3.5. Расчет оголовка колонны. Оголовок колонны состоит из опорной плиты и подкрепляющих ребер. Опорная плита передает давление от двух главных балок на ребра оголовка и фиксирует проектное положение балок при помощи монтажных болтов. Определяем размеры ребер, задавшись толщиной плиты: tпл = 20 мм. Требуемая толщина парных ребер из условия работы на смятие:  где N – удвоенная опорная реакция главной балки; RP=RUN/m = 490/1,025 = 478 МПа – расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности. Bоп = 0,20 м – ширина опорного ребра балки. Принимаем толщину ребра tZ = 16 мм. Ширина ребра должна быть не менее bh 0,5 bоп + tпл – 0,5tW = 0,50,2 + 20 – 0,512 = 114 мм. Принимаем ширину парных ребер bh = 160 мм вверху и 130 мм внизу. Высота вертикальных ребер определяется из условия размещения фланговых швов длиной не менее:  Здесь катет шва не может быть более kf 1,2tW = 1,2 12 = 14,4 мм. Длина сварного шва не должна быть более lW max = 85f kf = 85 0,7 0,9 10-2= 0,54 м. Принимаем kf = 0,9 см и высоту ребра 0,5 м. Т.к. Стенка колонны тоньше примыкающих ребер (tW = 12 мм <tr = 16 мм), стенку проверяем на срез:  Вывод: стенка колонны толщиной 12 мм на срез проходит. Торец колонны фрезеруется, и поэтому толщина швов, соединяющих опорную плиту со стержнем колонны и ребрами, назначается конструктивно, равной kf = 8 мм. С целью укрепления стенки колонны и вертикальных ребер от возможной потери устойчивости снизу вертикальные ребра обрамляются горизонтальными ребрами толщиной tP = 8 мм. ЛИТЕРАТУРА СниП II-23-81*.Стальные конструкции/Госстрой России. – М.:ЦИТП Госстроя России, 1998 –96 с. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/Под общ. ред. Е.И. Беленя. – М.: Стройиздат, 1985 – 560 с. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для техникумов, 1991 – 431 с. Танаев В.А. Проектирование стальной балочной клетки. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. – Хабаровск, 2000 – 71 с. | ||||||||||||||||||||