Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Подбор сечения нижней части колонны

Подбор сечения нижней части колонны

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения hH=1500 мм. Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополочного двутавра, наружную - составного сварного сечения из трех листов.

Определим ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем z=5см; h0=h—z0=150-5=145 см;


Подбор сечения нижней части колонны


Усилия в ветвях

В подкрановой ветви Nв1= 1788Ч63/145+93800/145=1424 кН.

В наружной ветви Nв2=1845Ч82/145+122700/145=1890 кН.

Oпределяем требуемую площадь ветвей и назначаем сечение.

Для подкрановой ветви Aв1=Nв1/φRγ; задаемся φ=0,80; R=240МПа=24кН/см2 (сталь С245), тогда Aв1=1424/0,80Ч24=74,2 см2.

По сортаменту подбираем двутавр 45Б1;

Aв1=74,6 см2; ix1=3,79 см; iy= 18,2 см.

Для наружной ветви Aв2 =Nв2/φRγ =1890/0,8Ч24=98,5см2

Для удобства прикрепления элементов решетки просвет между внутренними гранями полок принимаем таким же, как в подкрановой ветви (423 мм). Толщину стенки швеллера tст для удобства ее соединения встык с полкой надкрановой части колонны принимаем равной 12 мм; высота стенки из условия размещения сварных швов hст= 460 мм.

Требуемая площадь полок


Подбор сечения нижней части колонны


Из условия местной устойчивости полки швеллера

bп/tп<(0,38 + 0,08λ)Подбор сечения нижней части колонны=15. Принимаем bп=18см; tп=1,4см; Ап=25,2см2.

Геометрические характеристики ветви:


Подбор сечения нижней части колонныЧ


Уточняем положение центра тяжести сечения колонны:


Подбор сечения нижней части колонны


Отличие от первоначально принятых размеров мало, поэтому усилия в ветвях не пересчитываем.

Проверка устойчивости ветвей:

из плоскости рамы (относительно оси y—y) ly=1130 см.

Подкрановая ветвь:


Подбор сечения нижней части колонны


Наружная ветвь:


Подбор сечения нижней части колонны


Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки: λx1=lb1/ix1=λ=65 lb1=65ix1=65Ч 3,79=246 см.

Принимаем lb1=220 см, разделив нижнюю часть колонны на целое число панелей. Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы (относительно осей х1—x1 и х2—x2).

Для подкрановой ветви


Подбор сечения нижней части колонны


Для наружной ветви


Подбор сечения нижней части колонны


Расчет решетки подкрановой части колонны.

Поперечная сила в сечении колонны Qmax=197.4кН.

Qусл=0,2ЧА=0,2Ч(74,6+105,6)=36кН<Qmax=197.4кН

Расчет решетки проводим на Qmax. Усилие сжатия в раскосе


Подбор сечения нижней части колонны


α=53° (угол наклона раскоса). Задаемся λр= 100; φ=0,56.

Требуемая площадь раскоса


Подбор сечения нижней части колонны

γ=0,75(сжатый уголок, прикрепляемый одной полкой).

Принимаем └ 90х7


АР=12,3см2; imin=1,78; λmax=lp/imin=220/1,78=105; lp=hH/sinα=150/0.8=187.5

φ=0,54

Подбор сечения нижней части колонны


Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня Геометрические характеристики всего сечения:


Подбор сечения нижней части колонны


Коэффициент α1 зависит от угла наклона раскосов; при α=45...60° можно принять α1=27, Ap1=2Ap=2Ч12,3=24,6 см2—площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны; Подбор сечения нижней части колонны

Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 4-4), N2=1845 кН; М2=1227 кНЧм;


Подбор сечения нижней части колонны


Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сечение 3-3), N1=938 кН; М1= 1788 кНЧм;

Подбор сечения нижней части колонны


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.

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:


1) M=+375 кНЧм; N=164 кН;

2) M=-197,5 кНЧм; N=344 кН;


Давление кранов Dmax=1564 кН.

Прочность стыкового шва проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны.

1-я комбинация М и N;

наружная полка

Подбор сечения нижней части колонны

внутренняя полка


Подбор сечения нижней части колонны

2-я комбинация М и N;

наружная полка


Подбор сечения нижней части колонны

внутренняя полка

Подбор сечения нижней части колонны

Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия по формуле:


Подбор сечения нижней части колонны


Принимаем tтр=1,4см.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация)


Подбор сечения нижней части колонны

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (lш2)


Подбор сечения нижней части колонны


Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d=l,4...2 ми, βш=0,9; βс=1,05. Назначаем kw==4 мм; γywCB=γycCB=1; RywCB=180 МПа==18 кН/см2; RycCB= 165 МПа = 16,5 кН/см2;


Подбор сечения нижней части колонны


В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы. Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (lшЗ) составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы. Такой комбинацией будет сочетание 1, 2, 5*, N=380кН, M=-219.5кНЧм. Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация)


Подбор сечения нижней части колонны


Коэффициент 0,9 учитывает, что усилия M и N приняты для 2-ого

основного сочетания нагрузок. Требуемая длина шва


Подбор сечения нижней части колонны


Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы hтр:


Подбор сечения нижней части колонны


tCT.B=7.6мм – Толщина стенки 45Б1; Rср=14 кН/см2 – Расчетное сопротивление срезу. Принимаю hтр=80см.


Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M и DMAX.Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 420х12мм, верхнее горизонтальное ребро из двух листов 180х12мм. Найдем геометрические характеристики траверсы. Положение центра тяжести траверсы:


Подбор сечения нижней части колонны

Подбор сечения нижней части колонны

Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает при 2-й комбинации усилий:


Подбор сечения нижней части колонны


Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов:


Подбор сечения нижней части колонны


Коэффициент k=1,2 учитывает неравномерную передачу кранового усилия.


Подбор сечения нижней части колонны


Расчет и конструирование базы колонны.

Ширина нижней части колонны превышает 1 м, поэтому проектируем базу раздельного типа.

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

1) M=1227 кНЧм; N=1845 кН (для расчета базы наружной ветви);

2) М=-560 кНЧм; N =221 кН (для расчета базы подкрановой ветви).


Подбор сечения нижней части колонны


База наружной ветви. Требуемая площадь плиты

Подбор сечения нижней части колонны


По конструктивным соображениям свес плиты c2 должен быть не менее 4см._ТогдаB>bк+2с2=45,1+2Ч4=53,1см,_принимаемB=55см; Lтp=Aпл.тp/B=2100/55=38,2см, принимаем L==40 см;

Aпл.Факт=40Ч55=2200 cм2>Aпл.тp

Среднее напряжение в бетоне под плитой


Подбор сечения нижней части колонны


Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно: 2(bn+tct-Zo)= =2Ч(18+1,4-5)=28,8см.

при толщине траверсы 12 мм c1=(40-28,8-2Ч1,2)/2=4,4 см.

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты

участок 1 (консольный свес с=с1=4,4см)

Подбор сечения нижней части колонны

участок 2 (консольный свес с=c2=5 см)

Подбор сечения нижней части колонны

участок 3 (плита опертая на четыре стороны b/a=42,3/18=2,35>2; α=0,125)

M3=ασфa2=0,125Ч0,864Ч182=35кНЧсм

участок 4 (плита опертая на четыре стороны b/a=42,3/8,2=5,16>2; α=0,125); M4=ασфa2=0,125Ч0,864Ч8,22=7,26кНЧсм

Принимаем для расчета Мmax=Мз=35 кНЧсм

Требуемая толщина плиты:

Подбор сечения нижней части колонны


Принимаем tпл=32 мм (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=l,4...2 мм; kш= 8 мм. Требуемая длина шва определяется по формуле


Подбор сечения нижней части колонны


Принимаем htp=40 см.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: