Стальной каркас одноэтажного промышленного здания

Из плоскости:

Проверку устойчивости колонны как единого стержня составного сечения начинают с подбора сечения элементов решетки.

Раскосы решетки рассчитывают на большую из поперечных сил - действующую при комбинации загружений 1,2,3,6,10 (табл. Расчетных сочетаний сечение 1-1) или условную

где ц - коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.

Поперечная сила распределяется поровну между решетками, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости.

Продольное усилие в раскосе находят по формуле:

где б - угол наклона раскоса.

Требуемая площадь сечения раскоса, выполняемого из одиночного уголка:

По сортаменту подбирается подходящее сечение раскоса с площадью A_d и выписывается I_min.

по ГОСТ 8509-72*

Расчетная длина и максимальная гибкость определяется формулами

Далее выполняется проверка устойчивости раскоса, как центрально сжатого с подобранным сечением:

Гибкость стержня нижней части колонны относительно свободной центральной оси Х-Х:

Приведенная гибкость сквозной нижней части колонны при соединении ветвей раскосной решеткой:

где ₁ - коэффициент, определяемый по табл. 7 [I].

Условная приведенная гибкость:

Заранее неизвестно, какая из групп внутренних усилий (N₂, M₂) и (N₁, M₁) определяет общую устойчивость. Поэтому по каждой группе внутренних усилий определяются относительные эксцентриситеты.

Для группы внутренних усилий, вызывающих наибольшее сжатие в подкрановой ветви:

Для группы внутренних, усилий, вызывающих наибольшее сжатие в наружной ветви:

По и каждому из относительных эксцентриситетов m_x по табл. 75 СНиП II-23-81* “Стальные конструкции” определяются коэффициенты ц_e1 и ц_e2.

Наконец, проверка устойчивости нижней части колонны как единого стержня в плоскости действия момента производится по формуле (6.12) дня каждой группы внутренних усилий со своим ц_e;

6.4 Расчет и конструирование стыка верхней части колонны с нижней

Сопряжение нижней части колонны с верхней осуществляется через траверсу.

Толщина стенки траверсы определяется из условия смятия давлением D_max, распределенным на длине

где а = 200мм - ширина опорного ребра подкрановой балки и t_f1- толщина верхней полки траверсы, принимаемая предварительно 25-30 мм.

Тогда

Здесь R_p = 36.2кН/см² - расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки) материала стенки траверсы.

Толщина нижней полки траверсы предварительно назначается t_f2 = 14 мм.

При расчете данного узла условно считается, что нагрузка с верхней части колонны на нижнюю передается только полками верхней части колонны, а траверса рассматривается как однопролетная свободно опертая балка пролетом b_d.

Для получения расчетных внутренних усилий N и M в таблице расчетных сочетаний нагрузок отыскивается такая комбинация загружений, которая дает в сечении 3-3 по возможности максимальное сжимающее усилие и максимальный изгибающий момент со знаком "-", (растягивающий наружные волокна верхней части колонны) без действия кранового загружения.

Высота сечения траверсы h_t диктуется несущей способностью четырех сварных швов w₁ или w₂.

Сварные швы w₁ должны воспринимать усилие N_n1, поэтому по металлу шва:

по металлу границы сплавления

Сварные швы w₂ должны быть способны воспринимать максимально возможную опорную реакцию. Отсюда, по металлу шва

по металлу границы сплавления

Здесь N_n2 - усилие, передаваемое внутренней полкой верхней части колонны на траверсу при предыдущей комбинации загружений с добавлением загружений D_max и того поперечного торможения, которое дает максимальный возможный изгибающий момент в сечении 3-3 со знаком "-", т.е.:

;

M_К - момент в сечении 3-3 при действии D_max, М_T - момент в сечении 3 от поперечного торможения (коэффициент 0.9 учитывает то, что используется второй тип основного сочетания.

Принимаем высоту траверсы h_wt = 700мм.

После определения h_wt назначается полная высота сечения т раверсы h_t, которая не должна быть меньше 400-500мм.

h_t = 14+700+30 = 744мм.

Далее проверяется прочность траверсы при ее работе на изгиб в сечении 1-1 (см рисунок). Для этого определяется положение центральной оси Х-Х и относительно нее момент инерции сечения траверсы J_x.

Максимальный изгибающий момент в этом сечении

Уровень максимальных нормальных напряжений в сечении траверсы:

Максимально возможная перерезывающая сила:

Здесь коэффициент 1.2 учитывает неравномерную передачу давления.

Уровень максимальных усредненных касательных напряжений в стенке траверсы:

6.5 Расчет и конструирование баз колонны

Конструкция внецентренно сжатой колонны принимается раздельной, а ее расчет ведется так же как, расчет центрально сжатой колонны. Нагрузки воспринимаемые наружной и подкрановой ветвями колонны:

N_П = 1039,474кН; N_Н = 1697,54кН.

Прочность бетона фундамента на сжатие:

R_b = 6 Мпа;

Расчетная прочность фундамента:

R_ф = 6*1.2 = 7.2 Мпа;

Из конструктивных соображений назначаем ширину опорных листов:

Исходя из прочности фундамента, определим площадь опорных листов и назначим их второй размер:

Вычислим напряжения под опорными листами базы колонны.

Определим толщину опорного листа исходя из максимального изгибающего момента:

Высота траверсы определяется прочностью сварных швов, прикрепляющих траверсу к ветвям колонны. Назначим катет сварного шва равным 0.8мм и определим его длину для наиболее загруженной ветви:

Исходя из сортамента листовой стали, назначаем высоту траверсы 250мм.

Список использованной литературы

1. Учебник «Металлические конструкции» (Авт. Е.И. Беленя).

2. СНиП 2-23-81^* «Стальные конструкции».

3. СНиП 2.02.07-85^* «Нагрузки и воздействия».

4. Методическое указание к курсовому проекту (часть 1).

5. Методическое указание к курсовому проекту (часть 2).

Размещено на Allbest.ru