Металлические конструкции

Содержание
ВВЕДЕНИЕ 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 3
1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ КАРКАСА 3
2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ 5
3. РАСЧЕТ РАМЫ 8
4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФЕРМЫ 15
5. РАСЧЕТ СТУПЕНЧАТОЙ КОЛОННЫ 17
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 26

По сортаменту выбираем двутавр 40Б1; Ap=60,1 см2; ixp=3,5см; iyp=16,8 см.
Для наружной ветви
Для удобства прикрепления элементов решетки просвет между внутренними гранями полок принимаем таким же как в подкрановой ветви (471 мм). Толщину стенки швеллера tw для удобства ее соединения встык с полкой надкрановой части колонны принимаем равной 15 мм; высота стенки из условия размещения сварных швов hw=560мм
Принимаем bf=25 см; tf=1,4 см; Af=70 см2.
Геометрические характеристики ветви:

Уточняем положение центра тяжести сечения колонн:
;
;
Отличие от первоначально принятых размеров мало,поэтому усилия в ветвях не пересчитываем.
Проверка устойчивости ветвей.
из плоскости рамы (относительно оси y-y) lefy=1338см.
Подкрановая ветвь
Наружная ветвь
Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки: Принимаем ld1=250 см, разделив нижнюю часть колонны на целое число панелей.
Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы.
Для подкрановой ветви

Для наружной ветви
Расчет решетки подкрановой части колонны.
Поперечная сила в сечении колонны Qmax=75,61 кН.
Условная поперечная сила Qfic=0,2А=0,2(60,1+154)=42,82кН<Qmax=75,61.
Расчет решетки проводим на Qmax
Усилие сжатия в раскосе
где ; .
Задаемся
Требуемая площадь раскоса
Принимаем 60Х6,
Напряжения в раскосе
Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня.
Геометрические характеристики всего сечения:

Приведенная гибкость
где
Условная приведенная гибкость
Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 4-4),
N2=1251,891 кН; M2=938,196 кН*м;
Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сечение 3-3),
N1=1554,993 кН; M1=367,285 кН*м;
Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.
Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
Расчетная комбинация усилий в сечении над уступом:
M=-418,104 кН*м; N=841,878 кН (загружения 1+2+4+5*)
Давление кранов Dmax=793,5655 кН.
Толщина стенки траверсы определяется из условия смятия давлением Dmax, распределенным на длине
где а-ширина опорного ребра подкрановой балки
t –толщина верней полки траверсы,принимаемая предварительно 25:30 мм.
R –расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки) материала стенки траверсы (см.табл 1*[1])
Толщину нижней полки траверсы предварительно назначаем t =10 мм.
Высота сечения траверсы h диктуется несущей способностью четырех сварных швов w или w .
Сварные швы w должны воспринимать усилие N ,поэтому по металлу шва
по металлу границы сплавления
Сварные швы w должны быть способны воспринимать максимально возможную опорную реакцию.Отсюда,по металлу шва
по металлу границы сплавления
Назначаем полную высоту сечения траверсы h =670мм
Максимальный изгибающий момент
Максимально возможная перерезывающая сила
Уровень максимально усредненных касательных напряжений в стенке траверсы
Расчет и конструирование базы колонны.
Задавшись из конструктивных соображений шириной опорной плиты b=390мм,l =780мм
Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):
M=938,196 кН*м; N=1251,891 кН.
Определим усилия:
в наружной ветви
База наружней ветви. Требуемая площадь плиты:
где Rb=1,15 кН/см2 – прочность бетона класса B20.
Принимаем для расчета Mmax=103,125 кН*см.
Требуемая толщина плиты
Принимаем ts=40 мм ( 2 мм – припуск на фрезеровку).
Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы через 4 угловых шва. Применяем полуавтоматическую сварку проволкой марки Св-08A, принимаем
Требуемая длина шва:
Принимаем ht=36 см.
Список литературы
Е. И. Беленя, В. А. Балдин. Металлические конструкции. Общий курс – М.: Стройиздат, 1986
Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Стальные конструкции зданий и сооружений. (Справочник проектировщика) / Под. общ. Ред. В.В.Кузнецова – М.: изд-во АСВ, 1998. – 512 стр. с илл.
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990
СНиП 2. 01. 07 -85. Нагрузки и воздействия – М.: Стройиздат 1986.