Эпюры моментов в раме от горизонтальной крановой нагрузки
Усилия в стойках рамы от ветровой нагрузки Нормальная сила в ригеле (кН) от положительного ветрового давления: Усилия в левой колонне при ветре слева Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой стойки:
Mw1-1= (12,1-17,5) ·11,2-(3,2·11,22/2)=-261 кН·м
Mw2-2= Mw3-3=(12,1-17,5) ·3,97-(3,2·3,972/2) = - 46,7 кН·м Нормальная сила:Nw=0 Поперечная сила: -в верхней точке колонны Qw=17,5-12,1=5,4 кН -в заделке колонны Qw(1-1) =17,5-12,1+3,2*11,2=41,24 кН
Эпюры усилий в раме от ветровой нагрузки (ветер слева) Эпюры усилий в раме от ветровой нагрузки (ветер справа)
Усилия в правой колонне при ветре слева Изгибающие моменты в расчетных сечениях:
Mw1-1= 12,1·11,2+(2,4·11,22/2)=286кН·м
Mw2-2= Mw3-3=12,1·3,97+(2,4·3,972/2)=67 кН·м Нормальная сила : Поперечная сила: в верхней точке колонны Qw=Xw Qw=12,1кН в заделке колонны Q¢w(1-1)=Xw+q¢wl Q¢w(1-1)=12,1+2,4·11,2=38,98 кН
Эпюры усилий в раме от ветровой нагрузки (ветер слева) При ветре справа колонны как бы меняются местами, при этом изменяется знак поперечной силы Q. Таким образом: Усилия в левой колонне при ветре справа: Изгибающие моменты в расчетных сечениях:
Mw1-1= 12,1·11,2+(2,4·11,22/2)=286кН·м
Mw2-2= Mw3-3=12,1·3,97+(2,4·3,972/2)=67 кН·м
Нормальная сила : Поперечная сила: в верхней точке колонны Qw=-Xw Qw=-12,1кН в заделке колонны Q¢w(1-1)=-(Xw+q¢wl ) Q¢w(1-1)=-(12,1+2,4·11,2)=-39 кН Усилия в правой колонне при ветре справа Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой стойки:
Mw1-1= (12,1-17,5) ·11,2-(3,2·11,22/2)=-261,2 кН·м Mw2-2= Mw3-3=(12,1-17,5) ·3,97-(3,2·3,972/2) = - 46,7 кН·м
Нормальная сила:Nw=0 Поперечная сила: -в верхней точке колонны Qw=12,1кН -в заделке колонны Qw(1-1) =12,1+2,4*11,2=39 кН
Полученные результаты заносим в сводную таблицу.
Сводная таблица усилий в левой стойке рамы
Р асчет колонны Определение расчетных усилий. Расчетные усилия для верхней (сечение 3-3) и нижней (1-1) частей колонны принимаем по таблице М1=392 кН·м N1=1279 кН М3=128 кН·м N3= 1279 кН Определение расчетных длин. l1 =7230мм– длина подкрановой части колонны; l2 =3970мм– длина надкрановой части колонны. Расчетные длины частей колонны в плоскости рамы
lx2ef=μ2l2=3·3,97=11,9м lx1ef=μ1l1=2,5·7,23=18,1м
Расчетные длины частей колонны из плоскости рамы
lу2ef=l2-hg=3,97-0,6=3,37м ly1ef=l1=7,23м
Расчет верхней части колонны. Предварительный подбор сечения. Требуемая площадь поперечного сечения (см2)
Атр>Nγn(1,25+2,8ex/h2)/Ryγc где ех=M/N =400/1300=0,31м Атр>1300·1(1,25+2,8·0,31/0,5)/33·1=118 см2 Атр ≥ 118 см2 Толщину стенки принимаем tw=10мм Площадь поперечного сечения стенки Aw=tw·hw где hw – высота стенки: hw=h2-2tf=500-2·20=460мм tf- толщина пояса колонны: tf=10…20мм Aw=tw·hw=1·46=46см2 По конструктивным требованиям принимаем ширину полки Bf= 180мм=18 см Аf=2 Bf tf=2·18·2=72см2
Рис. Вычисление геометрических характеристик сечения
Фактическая площадь сечения (см2)
А2=hw·tw+2·Bf·tf А2=46·1+2·18·2,0=118 cм2
Моменты инерции (см4)
Iy=2·tf·Bf3·/12=2·2,0·183·/12=1944см4 Ix=tw·hw3/12+2·Bf·tf·(h2/2+tf/2)2= 1·463/12+2·18·2,0·(50/2+2,0/2)2=56783см4
Момент сопротивления (см3) Wx=2· Ix/h2=2· 56783/50=2271 см3 Ядровое расстояние (см) rx=Wx/A2=2271/118=19,3 см Радиусы инерции (см)
ix=√(Ix/A2)=√(56783/118)=21,9 cм iу=√(Iу/A2)=√(1944/118)=4,1 cм
Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия изгибающего момента.
Гибкость верхней части колонны в плоскости рамы
λх= lx2ef/ ix=1120/21,9=51,1
Условная гибкость λх= λх√(Ry/E)=51,1√(33/20600)=2,1 Оптимальный эксцентриситет m=ex/rx=31/19,3 =1,61 Проверка устойчивости осуществляется по формуле
N/φе·A2<Ryγc/γn 1300/0,435·118<33·1,0/1,0 25<33
Условие выполняется Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия изгибающего момента. Наибольшее значение изгибающего момента в пределах средней трети высоты верхней части колонны M´x=2/3 Mx, где Мх- расчетный изгибающий момент в сечении 3-3 M´x=85,3 кН·м Относительный эксцентриситет mx= M´x/N*rx=85,3/1300·0,193=0,34 Величина коэффициента с вычисляется по формуле с=β/(1+α·mx) с=1,0/(1+0,8· 0,34)=0,79 Гибкость верхней части колонны в плоскости рамы λу= lу2ef/ iу=337/4,1=82 Проверка устойчивости осуществляется по формуле N/с·φу·A2<Ryγc/γn, где φу – коэффициент продольного изгиба относительно оси Y-Y 1300/0,66·118·0,79=21,1<33·1,0/1,0=33 21,1<33 Проверка устойчивости поясов верхней части колонны Отношение расчетной ширины свеса поясного листа Bef к его толщине tf не должно превышать для двутаврового сечения величины Bef/tef=(0,36+0,1 λx)√(E/Ry)= (0,36+0,1·2,1)√(20600/33)=14
Ширина свеса Bef=(Bf-tw)/2=(18-1)/2=8,5 см
46/1=46<57,5
Значит, укреплять стенку поперечными ребрами жёсткости не надо. Расчет нижней части колонны Предварительное определение усилий в ветвях Подкрановая ветвь колонки принимается из прокатного двутавра, наружная - из сварного швеллера. Ориентировочное положение центра тяжести поперечного сечения нижней части колонны
y1=392·0,98/(392+392)=49 см Где M1, M2 - абсолютные величины расчетных изгибающих моментов, догружающих подкрановую и наружную ветви; ho=h-zo=100-2=98cм ; h=100см, zo=2…3 см y2=ho-y1=98-49=49 см Нормальные силы соответственно в подкрановой и наружной ветвях Nb1=N1y2/ho+│M1│/ho= 1300·49/98+392/0,98=650кН Nb2=N2y1/ho+│M2│/ho=1300·49/98+392/0,98=650 кН
Поперечное сечение нижней части колонны Подбор сечений ветвей Требуемая площадь поперечного сечения подкрановой ветви Атр.1= Nb1γn/Ryγcφ=650·1/33·1·0,75=26,3 см2 где φ- коэффициент продольного изгиба, принимаемый в пределах 0,7…0,8 Высота двутаврового сечения для обеспечения устойчивости ветви из плоскости рамы должна составлять b>l1/30=241 мм Принимаем двутавр №30 с Аb1=46,5 см2 Требуемая площадь поперечного сечения наружной ветви Атр.2= Nb2γn/Ryγcφ=650·1/33·1·0,75=27 см2 Принимаем швеллер с hw= 320мм, tw= 8мм Bf = 75 мм tf =10мм Аb2=32*0,8+7,5*1*2=40,6см2 Уточнение усилий в ветвях Для уточнения нормальных сил в ветвях необходимо найти фактические значения zo, y1, y2
zo=(hwtw2/2+2bftf(bf/2+tw))/(hwtw+2bftf) zo=1,9см ho=h-zo=100-1,9=98,1cм ; y1=Аb2ho/(Ab1+Ab2)=45,7 см y2=ho-y1=98,1-45,7=52,4 см
Вычисление геометрических характеристик сечения наружной ветви Момент инерции относительно осей y-y и x2- x2;
; Iy=0,8·323/12+2·7,5·1(30-1,0)2 /4=5338,3 см4
где B- расстояние между наружными гранями полок сварного швеллера Ix2= 0,8·32(3,7-0,4)2+2·1·7,53/12+2·1·7,5(3,75+0,8-3,7)2=360 см4 Радиусы инерции относительно оси Y-Y и Х2 - Х2
iy=√(Iy/Ab2)=11,5см iх=√(Iх2/Ab2)=2,98см Проверка устойчивости ветвей из плоскости рамы - Подкрановой ветви относительно оси y-y
где iy - радиус инерции двутаврого сечения, определяемый по табличным данным ( ось y-y - см.рис.20). λy1=723/11,5=63 - Проверка устойчивости подкрановой ветви:
где y -коэффициент продольного изгиба относительно оси y-y σ=650/46,5=14<0,962*33*1/1=31,8 -Гибкость наружной ветви относительно оси y-y
где iy - радиус инерции швеллерного сечения. λy2=723/11,5=63 Расчет базы колонны. Площадь опорной плиты подкрановой ветви:
где - расчетное сопротивление бетона смятию (рекомендуется принижать бетон класса B12,5, для которого Rb=7,5МПа=0,75 кН/см² Атр.рl=650·1,0/1,2·0,75·1=722,2 см2 Больший размер опорной плиты в плане(рис. 25):
где B- высота двутаврого сечения ветви колонны; c- свес плиты, принимаемый в пределах 40...60 мм. Bpl=300+2·50=400мм Меньший размер плиты:
L рl = 72222/400=180,56мм Принимаем конструктивно Lрl=220мм Толщину плиты примем 20мм. Высоту траверс можем принять равной 500мм Подбор фундаментных болтов Суммарное усилие в фундаментных болтах (в кН):
Nа=(392-1300*0,457)/0,963=210кН Общая требуемая площадь фундаментных болтов:
где Rba- расчетное сопротивление фундаментных болтов(Rba=185 МПа = 18,5 кН/см², если болты выполняются из стали марки ВСтЗкп2 ). Аb=210*1,0/18,5*1,0=11,4 см2 Обычно принимают 4 болта, тогда площадь сечения одного болта нетто: Аbl =11,4/4=2,85см2
По сортаменту принимаем 4 болта диаметром 20 мм. Глубина заделки=800мм
Рис. 1- База колонны
Схема к определении Na Список используемой литературы
1.Васильев А.А. Металлические конструкции. –М.: Стройиздат,1979. 2.Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции: Расчет и проектирование. –М.: ИНФА-М, 2008. 3.Металлические конструкции в 3т. Т 1- Элементы конструкций/Горев В.В., Уваров Б.Ю., и др.-М.; Высшая школа.,2001. 4.Металлические конструкции в 3т. Т 2- Конструкции зданий/Горев В.В., Уваров Б.Ю., и др.-М.; Высшая школа.,2001. 5.Металлические конструкции. Под общ. ред. Л.Р. Маиляна. – Ростов н/Д:Феникс., 2005. 6.СниП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.- М.; Стройиздат,1998 7.СниП II-23-81* .Стальные конструкции.- М.; Стройиздат,1998 8.Справочник современного проектировщика. Под общ. ред. Л.Р. Маиляна. – Ростов н/Д:Феникс., 2005.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (212)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |