Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

5.4 Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:

1) М = -212,9 кН·м; N = 624,6 кН;

Давление кранов D_max = 1360 кН.

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

наружная полка

σ = N/A₀ + │M│/W = 624,6/154 + 21290/4401 = 8,9 кН/см²<R^св = 21,5кН/см².

внутренняя полка

σ = N/A₀ - │M│/W = 624,6/154 - 21290/4401 ≈ 0.

Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия:

t_тр ≥ D_max/(l_смR_см.тγ) = 1360/(34·35) = 1,1 см,

где l_см = b_0p+ 2t_пл = 30 + 2·2 = 34 см;

b_0p= 30 см;

принимаем t_пл = 2 см;

R_см.т = 350 МПа.

Принимаем t_тр = 1,2 см.

Рис.7 (Конструктивное решение узла сопряжения верхней и нижней частей колонны)

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

N_п = N/2 + М/h_в = 624,6/2 + 21290/100 = 525,2 кН.

Длина шва крепления вертикального ребра траверса к стене траверсы (ш2):

l_ш2 = N_п/4k_ш(βR_у^свγ_у^св)_minγ.

Применяя полувтоматическую сварку проволокой Св-08А, d = 1,4…2 мм, β_ш = 0,9; β_с = 1,05. Назначаем k_ш = 8 мм; γ_уш^св = γ_ус^св = 1; R_уш^св = 180 МПа; R_ус^св = 165 МПа.

β_шR_уш^свγ_уш^св = 0,9·18 = 16,2 < β_сR_ус^свγ_ус^св = 1,05·16,5 = 17,3 кН/см²;

l_ш2 = 525,2/4·0,6·16,2 = 13,5 см

l_ш2 < 85β_шk_ш = 85·0,9·0,6 = 45,9 см.

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

Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий, дающих наибольшую опорную реакцию траверсы. Такой комбинацией будет N = 635,8 кН; М = -211,1 кН·м.

F = Nh_в/2h_н – М/h_н + D_max0,9 = 635,8·100/2·150 –(-211,1)/150 + 1360·0,9=1437,3кН

Требуемая длина шва

l_ш3 = F/4k_ш(βR_у^свγ_у^св)_minγ = 1437,3/4·0,6·16,2 = 37 см

l_ш3 < 85β_шk_ш = 85·0,9·0, = 45,9см.

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы h_тр:

h_тр ≥ F/2t_ст.вR_срγ = 1437,3/2·1,1·13,0 = 50,3 см,

где t_ст.в = 1,1 мм –толщина стенки I №55;

R_ср = 130 МПа – расчетное сопротивление срезу фасонного проката.

Принимаем h_тр = 60 см.

Проверим прочность траверсы как балки нагруженной силами М, N и D_max.

Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 600х12 мм, верхние горизонтальные ребра 160х12 мм.

Найдем геометрические характеристики траверсы.

Положение центра тяжести сечения траверсы:

у_н = (2·16·1,2·44,4+1,2·58,8·30,6 + 1,2·42·0,6)/(2·16·1,2 +68,8·1,2 +1,2·42)=24,4см;

I_x = 1,2·58,8³/12 + 58,8·1,2·5,2² + 1,2·42·23,8² + 2·18·1,2·20² = 68871 см⁴;

W_min = I_x/у_в = 68871/25,4 = 1945,5 см³.

Максимальный изгибающий момент возникает при 1-й комбинации усилий:

М_тр = F_тр1(h_н – h_в) = (-М/ h_н + (Nh_в)/2h_y)(h_н – h_в) = (21200/150 + 624,6·100/300)х(150 – 100) = 17476,7 кН·см;

σ_тр = М_тр/W_min = 17476,7/1945,5 = 8,98 кН/см² < R = 21,5 кН/см².

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилий от кранов:

Q_max = Nh_в/2h_н – М/h_н + kD_max0,9/2 =505,4·100/2·150 – (-17300)/150 +

+ 1,2·1360·0,9/2 = 1018,4 кН,

где k = 1,2 – коэффициент учитывающий неравномерную передачу усилий от D_max.

τ_тр = Q/t_трh_тр = 1018,4/1,2·60 = 14,2 кН/см²  >R_ср = 12,5 кН/см².

Тогда принимаем h_тр = 70 см, у_н =30см

I_x = 104400 см⁴;

W_min = I_x/у_в = 2610 см³.

τ_тр = Q/t_трh_тр = 1018,4/1,2·70 = 12,1 кН/см²  >R_ср = 12,5 кН/см².

Похожие работы

Стальной каркас одноэтажного производственного здания

Скачать

57043

7

26

... 13.84 0 0   3 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТАЛЬНОЙ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ   3.1 Схема стропильной фермы   Стропильную ферму проектируем на основе серии I.460.2-10/88 «Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий с фермами из парных уголков». Схема стропильной фермы представлена на рисунке 12. Рисунок 12. Схема фермы   3.2 Определение нагрузок действующих на ...

Монтаж одноэтажного промышленного здания

Скачать

15014

0

22

... (табл. 16–20).     10. Мероприятия по охране труда Главные мероприятия при охране труда при возведении одноэтажного промышленного здания базируются на требованиях СНиП 12.03–2002 Безопасность труда в строительстве. При монтаже железобетонных и стальных элементов конструкций необходимо предусматривать мероприятия по предупреждению воздействия на работников следующих опасных и ...

Одноэтажное промышленное здание с железобетонным каркасом

Скачать

48327

9

21

... плиты 3х6 м, 1,32 1,1 1,45 6. Железобетонные безраскосные фермы L=18 м, 0,60 1,1 0,66 Итого 2,97 3,40 С учетом коэффициента надежности по назначению здания 2,82 3,23 Масса железобетонных элементов покрытия: ребристые плиты 3х6 м – 2,38 т; безраскосные ферма пролетом 18 м при шаге 6 м – 6,5 т. Грузовая площадь покрытия (шатра) АШ для крайней колонны: ...

Проектирование каркаса одноэтажного здания

Скачать

24499

3

4

... -23,85 -20,52 -44,37 С4 -1 -0,5 -0,5 -23,85 -20,52 -44,37   а). Верхний пояс lx = d = 3 м ly = 2 * d = 6 м б). Нижний пояс lx = a = 6 м ly= a = 6 м в). Промежуточные раскосы и стойки lx = 0,8*a = 4,8 м ly= a = 6 м г). Опорный раскос lx = a = 6 м ly= a = 6 м   При проектировании ферм со стержнями из парных уголков необходимо знать расстояние между уголками, которое ...