Та надкранової частин колони

За наведених умов перевірка стиснених стикових швів не виконується.

В разі відсутності фізичного контролю якості шва (R_wy=0,85·R_y) або конструктивного рішення стика без вставки (із з’єднанням по зовнішній полиці через планку) розрахунку підлягають: площа перерізу планки нетто, довжина швів та кількість болтів, що прикріплюють планку до полиць зовнішньої вітки підкранової частини колони та до полиці двотаврового елементу верхньої частини.

4.4.2 Товщина стінки траверси при передачі зусилля D_max через фрезеровані поверхні визначається з умови її зминання в зоні спирання підкранової балки:

см;

R_p=360 МПа:

см,

приймаємо t_tr=10 мм.

4.4.3 Висоту стінки траверси призначаємо виходячи з розгляду таких розрахункових ситуацій:

- з умови міцності на згин та зріз траверси як умовної балки двотаврового перерізу, що спирається на стінки двотаврів віток колони;

- з умови розміщення групи швів Ш2; для збільшення до 4 кількості швів, що прикріплюють стінку траверси до стінки підкранової вітки колони, в стінці двотавра виконується проріз, в який вставляється траверса;

- з умови міцності на зріз стінки двотавра підкранової вітки при спиранні на неї через проріз стінки траверси;

- з умови розміщення швів Ш3, що приєднують до стінки вертикальне ребро траверси під внутрішньою полицею підкранової частини колони.

Для складання розрахункової схеми траверси як умовної балки визначимо навантаження, що спричиняє найбільшу опорну реакцію:

при розрахунковій комбінації зусиль в перерізі 1-1 над уступом колони М=-267,06 кН·м, N=-403.60 кН

кн.

Рис. 4.6. Поперечний переріз траверси

Опорні реакції умовної балки:

кН

кН,

, кН

тут D_max враховується з коефіцієнтом сполучення 0,9, бо загальна комбінація навантажень, що розглядається, відповідає другому основному сполученню.

Визначимо висоту траверси з умови її міцності на зріз. Розрахункове зусилля з врахуванням коефіцієнта нерівномірності передачі зусилля D_max К=1,2:

см,

МПа.

Приймаємо висоту траверси 70 см, що трохи більше, ніж було призначено при конструюванні. Крок вузлів решітки при цьому дещо зменшиться в запас стійкості.

Перевірка міцності стінки підкранової вітки на зріз в місці кріплення траверси (1-1 на рис.4,5):

кН/см²< R_s·γ_c=13.92кН/см² .

Зварювальні шви Ш2 перевіряємо за таких вихідних даних: зварювання напівавтоматичне дротом СВ-08А (діаметр зварного дроту 1.4 мм), R_wf=180 МПа, R_wz=0.45·R_un=0.45·370=166.5 МПа, β_f=0.9, β_z=1.05, γ_wf=γ_wz=1.0. Умова R_wz<R_wf<R_wz·β_z/β_f виконується. Через те, що R_wf·β_f·γ_wf=180·0.9·1.0=162 МПа< R_wz·β_z·γ_wz= =166.5·1.05·1.0=175 МПа, розрахунок далі ведемо за R_wf.

При зварюванні траверси t_tr=10мм і стінки двотавра 50Б2, t_w=8.8мм, максимальний катет шва мм, п.12,8 [1] мінімальний катет шва за табл. 38 [1] k_f,min=4мм і мінімальний катет шва при виконанні умови та 4 розрахункових швах:

см,

Приймаємо k_f=6 мм, тоді

<h_tr=70 см.

Прикріплення стінки траверси до зовнішньої вітки колони можливо виконати швом з катетом

см,

Приймаємо k_f=5 мм, тоді потрібна довжина шва

<h_tr=70 см.

Вертикальне ребро приймаємо з двох полос —150х10мм, при цьому його площа перерізу дорівнює площі полиці верхньої частини колони. Ребро кріпиться до стінки траверси кутовими швами Ш3 з мінімальним катетом

см,

що дозволяє прийняти k_f,3=5 мм, при цьому потрібна довжина шва складає

.

Для сприйняття згинального моменту траверсу конструюємо як двотаврову балку з нижнім поясом із листа —300х10 мм та верхнім поздовжнім ребром з двох листів 2—160х10 мм, зміщеним вниз від стика на 150 мм.

Геометричні характеристики перерізу:

- положення центру ваги перерізу

см;

- момент інерції перерізу

см⁴;

- момент опору для у_в=71-32,8=38,2 см:

см³.

Найбільший згинальний момент в траверсі:

кН·м

Перевірка міцності за нормальними напруженнями:

кН/см²< R_y·γ_c=24кН/см².

Перевірка дотичних напружень не виконується, бо висота траверси визначалась з умови її міцності на зріз.

Слід зауважити, що в даному випадку міцність траверси на згин забезпечується самою лише стінкою, що має W_tr=1·70²/6=817 см³, σ=M_tr/W_tr=16360/817=20.02 кН/см²<R_y·γ_c=24кН/см², а горизонтальні елементи виконують лише конструктивну функцію, тобто розрахунок в цьому разі можна скоротити.

4.5 Розрахунок і конструювання бази колони.

База колони проектується роздільного типу. Комбінація зусиль, при якій виникає найбільше стискуюче зусилля, визначена в таблиці розрахункових сполучень зусиль:

М= - 1015,32 кН·м; N=1528,20 кН.

Уточнене стискуюче зусилля в вітці колони (див. розрахунок підкранової частини колони) складає

N=1892.23 кН.

Плита бази розраховується як для центрально стисненої колони за допомогою таблиць Б.Г. Гальоркіна, наведених у [4]. Для бетону фундаменту класу В12,5 R_b=7.5 МПа. Приймаючи орієнтовно γ=1,2 R_b,loc=R_b·γ=7.5·1.2=9.0 МПа.

З умови міцності фундаменту на зминання необхідна площа плити бази:

см².

Орієнтовно, товщина траверси t_tr=12 мм, ширина звісу с₁=50 мм (не менше 40 мм). Тоді ширина плити:

см, приймаємо В=32см.

Довжина плити см, приймаємо L=68 см.

Середнє напруження під плитою бази (реакція фундаменту у вигляді навантаження, розподіленого рівномірно під плитою):

кН/см²=8,7 МПа.

Рис. 4.5. Схема бази колони

Згинальні моменти, що виникають у плиті внаслідок дії реактивного відпору, визначаються для кожної ділянки плити в залежності від опорних закріплень кожної з них:

- ділянка 1 (консольний звис с₁=48 мм)

кН·см;

- ділянка 2 (оперта на 3 сторони, довжина закріпленої сторони b₁=9.4 см, довжина вільної сторони а₁=20 см, співвідношення b₁/a₁<0.5, тому ділянка розглядається як консольна із звисом с_с=9,4см):

кН·см;

- ділянка 3 (оперта на 4 сторони, b/a=46,8/9,6=4,9>2, за табл. VIII.7 [4] α=0,125):

кН·см.

До розрахунку треба прийняти М₂ як найбільший серед згинальних моментів по опорній плиті, але існує можливість зменшити його за рахунок перекомпонування плити:

с₁=6,3 см; В=20+2·1,2+2·6,3=35 см; см; приймаємо L=62 см.

с₂=(62-49,2)/2=6,4 см;

кН/см²=8,7 МПа.

кН·см;

Потрібна товщина плити

см,

де γ_с=1,2 (табл. 6 [1]), R_y=230 МПа для сталі С255 товщиною 20...40мм.

Приймаємо товщину плити t_pl=20 мм із листа товщиною 22 мм (2 мм на фрезерування).

Висоту траверс визначаємо з умови розміщення зварних швів для прикріплення їх до вітки колони (в запас міцності вважаємо, що зусилля N з вітки колони передається на плиту тільки через траверси).

Мінімально необхідний катет швів при чотирьох швах:

см,

k_f,min=5 мм; k_f,max=1.2·12=14.4 мм;

приймаємо k_f=8 мм.

Потрібна довжина шва

Приймаємо траверсу висотою 380 мм. Торець колони з привареними траверсами, як і плиту, фрезеруємо. При цьому зварні шви, що з’єднують плиту з траверсами, призначаємо конструктивно у відповідності до табл. 38 [1] при t_pl=20мм. Приймаємо напівавтоматичне або ручне зварювання з k_f=7мм.

Розрахункове зусилля відриву для розрахунку анкерних болтів в табл. 3.1 за комбінацією N_min, ±M_відп виявлене невдало, тому що в табл. 4.1 комбінація зусиль +М_max=1223.05 кН·м, N_відп=810,26 кН дає більшу величину відриву в підкрановій вітці. Ця комбінація одержана при сполученні 1+0,9·(2+3+5+7) навантажень і може бути уточнена при врахуванні зусиль від постійного навантаження з коефіцієнтом надійності за навантаженням γ_f=0.9:

кН·м

кН.

Остаточна відстань між вітками b₀=0.9м, зусилля відриву в вітці:

кН.

Для закріплення вітки приймаємо 2 фундаментні болти, зусилля в одному болті:

кН.

За табл. 60*[1] приймаємо фундаментні болти з сталі 09Г2С, розрахунковий опір болтів діаметром 64...80мм R_ba=220 МПа.

Необхідна площа перерізу 1 болта та його найменший діаметр:

см²,

см,

приймаємо фундаментні болти d=64мм, A_bn=32.17см²>26.56см².

Перевірка міцності траверси виконується як для умовної двоконсольної балки, опертої шарнірно на вітку колони в місцях розташування зварних швів та навантаженої розтягуючими зусиллями в фундаментних болтах.

Геометричні характеристики:

A_tr=38·1.2=45.6 см²;

W_tr=1.2·38²/6=289 см³.

Перевірка напружень в перерізі на опорі:

кН/см²<1,15·R_y·γ_c=

=1,15·24·1=27,6кН/см²,
тобто міцність траверси забезпечена.

Анкерні плитки із сталі С345 (R_y=280 МПа для t=40...60 мм) розраховуються на дію зусилля в фундаментному болті:

кН·м

см³.

Приймаємо ширину плитки b_s=200мм, тоді необхідна її товщина

см,

приймаємо t_s=55 мм.

Дата добавления: 2015-01-03