Расчет на сочетание нагрузок, догружающих наружную ветвь

(N₂ = -1464.575 кН, а М₂ = 567.436 кН^хм ).

Геометрические характеристики сечения:

Расстояние от главной оси сечения, перпендикулярной плоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви:

a = (55,3588-2,01614) = 53,34 см.

Относительный эксцентриситет приложения продольной силы:

Приведенная гибкость нижней части колонны:

где: α₁ – коэффициент, принимаемый равным: ;

Длина элемента решетки:

d =; b 2+l_b2=; 1,250 2+1,16875 2= 1,711 мм.

 

А_d1 =2∙6,92=13,84 см² – площадь сечения решетки;

λ_y – гибкость колонны без учета решетки,.

 

Условная приведенная гибкость нижней части колонны:

Коэффициент принимается по табл. Д.4 в зависимости от lefи m: fe= 0,798

Устойчивость нижней части колонны в плоскости рамы при загружении, подгружающем подкрановую ветвь, обеспечена.

Проверка по условию предельной гибкости сжатых элементов

 

По таблице 32 СП 16.13330.2010: Тип элемента - 4. Основные колонны.

 

l = 15,68 < = 180-60 a = 180-60 · 0,48 = 151,2 (10 % от предельного значения) - условие выполнено.

 

Проверки устойчивости сечения в целом из плоскости рамы.

 

Устойчивость сечения в целом из плоскости рамы обеспечена устойчивостью отдельных ветвей из плоскости рамы.

 

Расчет узлов.

 

Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны.

 

Расчет вертикального листа траверсы.

 

Высоту вертикального листа траверсы принимаем конструктивно:

Толщину стенки траверсы определяем из условия ее смятия по формуле:

где: – площадь смятия.

Принимаем t_w,тр.=12 мм.

 

Определение толщины вертикальных ребер.

 

Толщину вертикальных ребер определим из условия прочности на смятие. Условие прочности:

где: F – усилие, передаваемое на траверсу верхней части колонны, определяем по формуле:

– площадь смятия.

Ширину вертикального ребра принимаем конструктивно. Принимаем b_в.р.=140мм.

Тогда толщину вертикального ребра можно определить по формуле:

Принимаем толщину вертикального ребра t_в.р.=14 мм. = t_w

 

1.3 Определим высоту траверсы h _тр из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы.

t_w1 = 7.5 мм – толщина стенки двутавра

R_s = 0.58*R_y = 0.58*235 = 136,3 МПа – расчетное сопротивление срезу

Принимаем h _тр = 70 см

 

Проверка прочности траверсы.

k=1.2 – коэффициент учитывающий неравномерную передачу усилия

Прочность траверсы обеспечена.

 

Расчет сварных швов.

 

В данном узле требуется рассчитать три шва.

 

Расчет Ш1:

Прочность стыкового шва Ш1 проверяем в крайних точках шва от 2 вариантов загружения:

1) N₁ = -233,45 кН, а М₁ = 371,448 кН^хм

Наружная полка сжата:

Внутренняя полка растянута:

2) N₂ = -116,571 кН, а М₂ = -143,212 кН^хм

Наружная полка растянута:

Внутренняя полка сжата:

Прочность шва обеспечена.

Расчет Ш2:

Максимальное усилие, возникающее во внутренней полке:

Принимаем полуавтоматическую сварку, сварочный материал – проволока СВ-08А. Согласно таблицы Г.2 R_wf=180 МПа. Согласно табл. B.5 R_un=370 МПа, следовательно R_wz=0,45∙R_un=0,45∙370=166,50 МПа. По таблице 39 принимаем β_f=0,9, βz=1,05. Тогда

Принимаем катет шва k_f = 0.6 см

 

Расчеты проводим по металлу шва

По металлу шва:

Прочность шва обеспечена.

 

Расчет Ш3:

 

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.

Наибольшая опорная реакция траверсы:

Принимаем полуавтоматическую сварку, сварочный материал – проволока СВ-08А. Согласно таблицы Г.2 R_wf=180 МПа. Согласно табл. B.5 R_un=370 МПа, следовательно R_wz=0,45∙R_un=0,45∙370=166,50 МПа. По таблице 39 принимаем β_f=0,9, βz=1,05. Тогда

Принимаем катет шва k_f = 0.6 см

 

По металлу шва:

Прочность шва обеспечена.

 

 

База колонны.

 

Так как сечение нижней части колонны сквозное, то база устраивается раздельного типа. Расчет ведется для наиболее нагруженной ветви, а для менее нагруженной база принимается такой же. Ветви сквозной колонны работают на сжатие, поэтому их базы рассчитывают и конструируют как базы центрально сжатых колонн.

При расчете принимаем, что усилие в ветви N=N_пв=1217кН.

 

1.1 Определение размеров опорной плиты в плане

 

Условие прочности бетона фундамента:

где: N – расчетная нагрузка, передаваемая с колонны на базу;

R_{b, loc} – расчетное сопротивление бетона местному сжатию.

Принимаем бетон В7,5.

для бетона класса ниже В25.

, принимаем

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений под опорной плитой. Так как в данном расчете колонна центрально сжата, то есть нагрузка распределена равномерно, то принимаем .

Размер В принимаем конструктивно:

где: b=16,5см – ширина двутавра колонны.

Принимаем: t_тр=1,2 см=12 мм

С=4 см

, тогда

Принимаем плиту размером 30x80см.