Розрахунок поперечної рами одноповерхової промислової будівлі

           

Міцність траверси забезпечена.

Тиснення колони на опорну плиту передаємо через фрезований торець колони, а тому зварні шви кріплення траверси до плити приймаємо конструктивно мінімальним з K_f=10 мм.

 

2.8 Розрахунок анкерних болтів

 

Переріз анкерних болтів розраховуємо на спеціальну комбінацію зусиль:

N=548кН, М=147кНм

Розтягуючи зусилля  в підкрановій гілці колони

         

Необхідна площа перерізів  болтів:

      

Приймаємо 2 болти діаметром 36мм із сталі С235,

Згинаючий момент в анкерній плитці

              

Необхідний момент опору  анкерної плитки( t_pl=60мм)   

Приймаємо анкерну плитку перерізом (200х 40)мм з отворами для болтів 36+10=46мм.

Момент опору анкерної плитки, з урахуванням послаблення перерізу отвором:

           

Нормальні напруги в  анкерній плитці 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Розрахунок ферми

 

3.1 Розрахунок крокв’яної ферми з поясами із широкополочних таврів

 

Матеріал стержнів- Сталь  С245

R_y=240 МПа

Фасонок: С255

Навантаження на ферму

а) Постійне навантаження.

      Величина вузлових навантажень

          

б) Навантаження від снігу.

Так як , то враховується тільки один варіант снігового навантаження

       

в) Навантаження від рамних моментів.

   

г) навантаження від розпору  рами.

Перша комбінація:

Друга комбінація:  

 

3.2 Визначення зусиль у стержнях ферми

 

Зусилля в стержнях ферми  від постійного навантаження, навантаження від снігу і опорного моменту визначає програма на ЕОМ (додаток 2).За отриманими даними знаходимо несприятливі комбінації зусиль в елементах ферми(табл.2) Підбір перерізів елементів ферми також виконуємо у табличній формі(табл.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

			Таблиця 2 Розрахункові зусилля  в стержнях ферми (кН)
Елемент		№ стержня		Повне навантаження	Сніг		Опорні моменти				Розпор рами	Розрахункові  зусилля
					Ψ=1	Ψ=0,9	від S1	від S2	S1.Mлів	S2.Mпр		№ нав-ня	Розтяг(+)	№ нав-ня	Стиск(-)
				1	2а	2б			3	4	5
верхній пояс		2-3		0	0	0	-0,32	0	483,2	0		3	483,2
		3-5		-438,9	-238,5		-0,26	-0,06	386,6	67,6				1,2a	-677,4
		5-6		-438,9	-238,5		-0,26	-0,06	386,6	67,6				1,2a	-677,4
		6-8		-658,3	-357,7		-0,19	-0,13	289,9	135,1				1,2a	-1016
		8-9		-658,3	-357,7		-0,19	-0,13	289,9	135,1				1,2a	-1016
Нижній   пояс		1-4		246,9	134,1		0,29	0,03	-434,9	-33,8	-149,2	1,2a	381	1,3,4,5	-371
		4-7		576	313		0,22	0,1	-338,2	-101,3	-144,03	1,2a	889
		7-10		685,7	372,6		0,16	0,16	-241,7	-168,9	-138,85	1,2a	1058,3
Розкоси		1-3		-357,9	-194,5		0,05	-0,05	-70,1	49				1,2a	-622,5
		3-4		278,4	151,3		-0,05	0,05	70,1	-49		1,2a	499,8
		4-6		-198,9	-108,1		0,05	-0,05	-70,1	49				1,2a	-377,1
		6-7		119,3	64,8		-0,05	0,05	70,1	-49		1,2а	254,2
		7-9		-39,8	-21,6		0,05	-0,05	-70,1	49				1,3,4	-131,5
Стояки		1-2		-28,8	-15,7		0	0	0	0				1,2a	-44,5
		4-5		-57,6	-31,3		0	0	0	0				1,2a	-88,9
		7-8		-57,6	-31,3		0	0	0	0				1,2a	-88,9
		9-10		0	0		0	0	0	0

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 3                                                 Підбір і перевірка перерізів  стержнів ферми

 

Елемент	№ стержня	Розрахункове зусилля, кН		Переріз	А, м2	lх/lу, см	іх/іу, см	λх/λу	[λ]	ϕmin	γс	Несуча здатність σ  ≤ Ry γc, кН/см2
		розтяг	стиск
Верхній пояс	2-3	483,2		Т11,5ШТ1	21,9	300/300	2,95/3,67	102/82	-	-	-	22,06< 22,8
	3-5		-677,4	Т17,5ШТ3	56,6	300/600	4,43/6,1	68/98	123	0,556	0,95	21,52< 22,8
	5-6
	6-8		-1016	Т30ШТ3	108	300/900	8,24/7,43	36/121	121	0,415	0,95	22,67 < 22,8
	8-9
	На стадії монтажу lу = 1500 см, іу = (6,1·9 + 7,43·6) / 15 = 6,9см, λу = 1500 / 6,9 = 217 < [λ] = 220
Нижній пояс	1-4	381		Т10ШТ1	18,5	600/600	2,51/3,59	239/167	250	-	0,95	20,59 < 22,8
	4-7	889		Т15ШТ3	42,3	600/900*	3,89/4,84	154/186	250	-	0,95	21,02< 22,8
	7-10	1058,3		Т17,5ШТ1	47	600/900*	4,5/5,96	133/151	250	-	0,95	22,52 < 22,8
Розкоси	1-3		-622,5	125х9	44	218/435	3,86/5,56	56/78	127	0,699	0,95	20,24 < 22,8
	3-4	500		90х7	24,6	348/435	2,77/4,13	126/105	300	-	0,95	20,33 < 22,8
	4-6		-377,1	125х9	44	348/435	3,86/5,56	90/78	166	0,612	0,8	14 < 19,2
	6-7	254,2		63х5	12,26	348/435	1,94/3,04	179/143	300	-	0,95	20,73 < 22,8
	7-9		-131,5	90х7	24,6	348/435	2,77/4,13	126/105	167	0,390	0,8	13,71 < 19,2
Стояки	1-2		-44,5	63х5	12,26	315/315	2,44/3,04	129/104	154	0,37	0,95	9,8 < 22,8
	4-5		-88,9	63х6	14,56	252/315	1,93/3,06	131/103	157	0,36	0,8	16,7 < 19,2
	7-8		-88,9	63х6	14,56	252/315	1,93/3,06	131/103	157	0,36	0,8	16,7< 19,2
* - для забезпечення  граничної гнучкості нижнього поясу ферми на ділянці між повздовжніми в'язями необхідно поставити розтяжку

 

3.3 Розрахунок зварних швів кріплення розкосів і стояків до фасонок і поясів ферми

Для зварювання прийняте напівавтоматичне зварювання дротом Св-08Г2С d=1,4…2мм,

Визначимо добутки  , розрахунок ведемо по металу межі сплавлення. Розрахунок ведемо в табличній формі.

 

Таблиця 4

№ стержня	Переріз	N,кН	Шов по обушку			Шов по перу
			N(об),кН	Kf, см	lw, см	N(п),кН	Kf, см	lw, см
1-2	63х5	44,	0,75N=33,38	0,4	4	0,25N=11,12	0,4	4
1-3	125х9	622,5	0,7N=435,75	0,9	15	0,3N=186,75	0,8	8
3-4	90х7	500	350	0,7	15	150	0,6	8
4-5	63х6	88,9	62,23	0,6	4	26,67	0,4	4
4-6	125х9	377,1	263,97	0,9	9	113,13	0,7	6
6-7	63х5	254,2	177,94	0,5	10	76,26	0,4	7
7-8	63х6	88,9	62,23	0,6	4	26,67	0,4	4
7-9	90х7	131,5	92,05	0,7	4	39,45	0,5	4

 

3.4 Розрахунок і конструювання вузлів ферми

     Проміжний вузол

Зварні шви, якими розкоси  прикріплюють до стінки тавра розраховані  в таблиці 4.

Розміри вузлового розширення (фасонки) визначаємо безпосередньо з рисунку за допомогою масштабу, а інші розміри підраховуємо, використовуючи залежності для прямокутних трикутників.

Кріплення фасонки до стінки тавру  розраховуємо на зріз від суми зусиль в примикаючи розкосах, спроектованих на вісь поясу:

Необхідна довжина стикового шва  при фізичному контролі якості (зварювання напівавтоматичне):

 

що не перевищує фактичної, яка дорівнює 60см.

 

 

Опорний вузол

Розрахункові зусилля, які передаються колоною на ферму.

Перша комбінація опорних моментів і розпору ( )

 

Друга комбінація ( )

 

Як показує друга  комбінація, в кріпленні опорного фланця до колони не виникає зусилля відриву, а значить болти кріплення призначаємо з конструктивних міркувань діаметром 20мм.

Для конструювання вузла  визначаємо мінімальну довжину стикового  шва, яким фасонка прикріплюється до тавру (нижній пояс).

Розрахункове зусилля  зрізу:

Мінімально необхідна  довжина стикового шва 

Для розрахунку кутових  швів кріплення додатку фасонки  нижче полиці визначимо долю зусилля, що припадає на полицю тавра

Зусилля, яке можуть сприйняти  зварні шви кріплення полиці до опорного фланця (конструктивна ширина фланця ) при

Мінімально необхідна  довжина зварних швів при

, що менше ніж конструктивно прийнята.

Напруження в торці  опорного фланця при його конструктивній товщині 

Міцність торця опорного фланця забезпечена.

Розрахунок зварних швів кріплення фланця до фасонки виконуємо на зусилля , і , де - відстань від центра ваги нижнього поясу до центра ваги зварних швів кріплення фасонки до фланця.

Визначимо напруження в  швах при  і

Міцність шва на умовний  зріз

Для розрахунку опорного стільчика приймемо його товщину , а ширину

Висоту стільчика визначимо  при відсутності лобового шва  на зусилля 2/3F при

, що не перевищує 85

Прийнято стільчик висотою  , з урахуванням сортаменту.

 

 

 

 

 

 

Монтажний вузол

 

Виконуємо з’єднання  поясу двома окремими накладками.

Необхідна площа горизонтальної накладки (Т30ШТ3):

Призначаємо ширину накладок з урахуванням можливості розміщення зварних швів b_н = 16 см.

Товщина накладки:

Приймаємо розміри накладки 160х22 мм.

Зварні шви кріплення  горизонтальної накладки до поясу розраховуємо на зусилля, яке може сприйняти накладка (зварювання ручне електродами Э46,  R_wf = 20 кН/см):

Приймаємо довжину швів вздовж накладки 32 см.

Необхідна площа вертикальних накладок за умови рівноміцності їх стінці тавру:

 

 

При конструктивній висоті накладки h_вн = 20 см  товщина накладки:

Приймаємо розмір вертикальної накладки 200х10 мм.

Необхідну довжину зварних  швів кріплення накладки з однієї сторони розраховуємо на зусилля  в накладці:

Приймаємо довжину швів 36 см і розміщуємо їх вздовж стику накладки (дивись робочі креслення).

 

 

 

 

 

4.Розрахунок підкранової балки

 

4.1 Визначення навантажень та зусиль

 

Розрахункове вертикальне  давлення колеса крана

Розрахункове горизонтальне  давлення колеса крана

 

 

Визначення зусиль у підкрановій балці від двох зближених кранів

 

Правильність постановки вантажів:

 

Розрахунковий момент від  вертикального кранового навантаження з урахуванням ваги підкранової  балки: 

Розрахунковий момент від  горизонтального кранового навантаження:

 

Знайдемо Q_max:

 

 

4.2 Підбір перерізу підкранової балки

 

      Потрібний момент опору:

   

      Орієнтовна товщина стінки:

                    

Оптимальна висота балки:

Приймаємо . Призначаємо товщину поясів балки t_f=2см.

Висота балки:

Перевіримо стінку балки  з умови на зріз:

                    

Прийнятий переріз 140х1,2 залишаємо без змін

Потрібний момент інерції балки: