5.3 Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны

     Расчетные комбинации усилий в сечениях над  уступом:

     М = -555.635 кН·м;     N = -558.748 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

     

    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 М = -555.635 кН·м   N = -558.748 кН.

     Требуемая длина шва:

     

     Из  условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы (линия 1-1 на рисунке 16) определяем высоту траверсы по формуле:

     

     где – толщина стенки I 55Б1; – 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 рисунке 16. 

     Нижний  пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 385 16 мм, верхние горизонтальные ребра – из двух листов 170 16 мм. 

     Найдем  геометрические характеристики траверсы.

Положение центра тяжести сечения траверсы:

      ;

      .

     Максимальный  изгибающий момент в траверсе:

     

      .

     Максимальная  поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов:

.

     Коэффициент k = 1.2 учитывает неравномерную передачу усилия .

      . 
 
 

     

       

5.4 Расчет и конструирование  базы колонны

    Ширина  нижней части колонны превышает 1 м, поэтому проектируем базу раздельного типа (рисунок 17).

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

• N₁ = -1746.86 кН; M₁ = -544.039 кНм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь);
• N₂ = -532.13 кН; М₂ = 1330.77 кНм (изгибающий момент разгружает наружную ветвь);

    Усилия  в ветвях колонны определим по формулам:

     В подкрановой ветви:

      .

     В наружной ветви:

      .

     База  подкрановой  ветви. Требуемая площадь плиты.

     

,

      (бетон М150).

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

     Тогда , принимаем В = 65 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 ):

;

     Принимаем для расчета .

     Требуемая толщина плиты:

      ,

     R = 240 МПа = 24 кН/см² для стали С245 толщиной 2-20 мм.

     Принимаем (2 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.

5.2 Расчет анкерных  болтов

     Расчетные усилия для расчета анкерных болтов:

     Рассмотрим  для сечения 4-4 такое сочетание нагрузок, чтобы прин максимальном моменте была минимальная продольная сила.

M = 1330.77 кН·м, N = -532.13 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 Æ36, . Нормальная заделка l = 1500 мм по типу соединения с помощью шайб. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

5.6 Расчет траверсы

     Нагрузка  на траверсу: .

     Максимальный  изгибающий момент:

.

     Максимальная  поперечная сила:

.

     Геометрические характеристики траверсы:

, .

     Нормальные  напряжения, возникающие в анкерной плитке:

.

     Касательные напряжения, возникающие в анкерной плитке:

.

5.2 Расчет анкерной плитки

    Ширину  анкерной плитки назначаем  , толщину анкерной плитки , , – расстояние между траверсами в осях,

– усилие от одного анкерного болта.

     Максимальный  изгибающий момент:

.

     Максимальная  поперечная сила: .

     Геометрические  характеристики анкерной плитки:

,     .

     Нормальные  напряжения, возникающие в анкерной плитке:

.

     Касательные напряжения, возникающие в анкерной плитке:

.

6 РАСЧЕТ ФЕРМЫ

6.1 Геометрические размеры  и расчетная 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= 29.560 M; высота на опоре H=3.150 м;

высота  в середине H₁= 3.150 м ; уклон верхнего пояса i= 0.000. 

     Длины стержней (в метрах): 

          верхнего пояса                     нижнего пояса 

     панель 1 L=  2.780   панель 2 L=  3.000     панель 1 L= 5.780

     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=  3.000     панель 4 L= 6.000

     панель 9 L=  3.000   панель 10 L= 2.780     панель 5 L= 5.780 

              раскосов                                              стоек 

     раскос 1 L=  4.201   раскос 2 L=  4.350     стойка 1 L= 3.150

     раскос 3 L=  4.350   раскос 4 L=  4.350     стойка 2 L= 3.150

     раскос 5 L=  4.350   раскос 6 L=  4.350     стойка 3 L= 3.150

     раскос 7 L=  4.350   раскос 8 L=  4.350     стойка 4 L= 3.150

     раскос 9 L=  4.350   раскос 10 L= 4.201     стойка 5 L= 3.150

     стойка 6 L= 3.150