Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
Расчётные комбинации усилий в сечении над уступом:
1) M=17.89т*м;N=53.96(загружение 1, 3, 4);
2) M=-47.367т*м;N=105.8т (загружение 1,2,5*);
Давление кранов Dmах=140.37кН.
Прочность стыкового шва (W1) проверяем в крайних точках сечения надкрановой части.
Площадь шва равна площади сечения колонны.
Первая комбинация MиN:
Наружная полка: ,
53.96·1000/204.8+17.89·100000/7327.06=507.64<3200·0.95=3040кг/см2
Внутренняя полка:
53.96·1000/204.8–17.89·100000/7327.06=19.31<3200·0.95=3040кг/см2
Вторая комбинация MиN:
Наружная полка:
= 105.8·1000/204.8+-47.367·100000/7327.06=-129.87<3200·0.95=3040кг/см2
Внутренняя полка:
= 105.8·1000/204.8+-47.367·100000/7327.06=-129.87<3200·0.95=3040кг/см2
Толщину стенки траверсы определяем из условия ее смятия по формуле (14.28):
4800/1.025=4682.93
- коэффициент
надежности по табл.2* [2]
140.37·1000/(34·4682.93)=0.88см
Принимаем tтр=1см.
Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация)
105.8·1000/2–-47.367/100=52900.47
Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (ш2)
Принимаем
полуавтоматическую сварку проволокой
марки СВ-08А d=2мм
.
НазначаемkF= 7мм;
1800кг/см2
4800·0.45=2160кг/см2
0.9·1800=1620<
1.05·2160=2268
52900.47/(4·0.7·1620)=11.66
В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы
Для расчёта шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий дающую наибольшую реакцию траверсы. N=105.8т,M=-47.37т
105.8·100/(2·150)–-47.37·100/150+140.37·0.9=193.18т
Коэффициент
учитывает, что усилияNиMприняты для 2-го основного
сочетания нагрузок. Требуемая длина
шва (KF=0,7см)
193.18·1000/(4·0.7·1620)=42.59
Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы (линия 1-1) определим высоту траверсы hTPпо формуле (14.31):
=
193.18·1000/(2·0.7·1810.732)=76.2
0.58·3200/1.025=1810.73
0.7см- толщина стенки двутавра40Б1СТО
АСЧМ 20-93
Принимаем hTP=80см.
Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N,MиDmах. Нижний пояс принимаем конструктивно из листа450х10, верхние горизонтальные ребра – из двух листов100х10мм.
Геометрические характеристики траверсы:
ун=(2·10·1·(1+80–1.5–1/2)+80·1·(1+80/2)+45·1·(1/2))/(2·10·1+80·1+1·45)=33.67
Ix=2*((10*1³)/12+10*1*45.33²)+((1*80³)/12+80*1*7.33²)+((45*1³)/12+45*1*33.17²)=137577.77
137577.77/33.67=4086.06
Максимальный изгибающий момент возникает в траверсе при 2-й комбинации усилий:
(–-47.37·1000·100/150+105.8·1000·100/300)·50=3342333.33
3342333.333/4086.06=817.98<3200·0.95=3040кг/см2
Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при комбинации усилий 1, 2, 3, 4(-), 5*
105.8·100/300–(-47.37/150)+1.2·0.9·140.37/2=111.38
111.382·1000/(1.2·80)=1160.23<
1810.7кг/см2
450 100 10
Расчёт и конструирование базы колонны.
Ширина нижней части колонны превышает 1 м ,поэтому проектируем базу раздельного типа.
Расчётные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4)
1) M=118.07т*м;N=284.32т (для расчёта базы наружной ветви);
2) M=-68.4тм;N=232.48т (для расчёта базы подкрановой ветви).
Усилия в ветвях колонны определим по формулам (14.19 и 14.20):
–-68.4·100/145.26+232.48·46.348/145.26=121.27т
118.07·100/145.26+284.32·46.348/145.26=172т*м
База наружной ветви. Требуемая площадь плиты
172/0.085=2023.53см2
RB — расчётное сопротивление бетона на сжатие
По конструктивным соображениям свес плиты с2должен быть не менее 4см.
Тогда
39.6+2·4=47.6
принимаем B=50см;
=
2023.529/50=40.47см
Принимаем L=45см;
45·50=2250
Среднее напряжение в бетоне под плитой
172·1000/2250=76.44кг/см2
участок №1(консольный свес С=С1=7.2см)
(76.444*7.2²)/2=1981.43кг*см
участок №2(консольный свесC=C2=5.2см)
(76.444*5.2²)/2=1033.52кг*см
участок №3(плита опертая на четыре стороны;35.6/16=2.22>2;=0,125; а=);
0.125*76.444*16²=2446.21кг*см
участок №4(плита оперта на четыре стороны;b/a=35.6/8.6=4.14>2;=0,125);
0.125*76.444*8.6²=706.72кг*см
Принимаем для расчёта Mmах=M1=2446.2кг*см;
Требуемая толщина плиты:
(6·2446.208/3200)^0.5=2.14
Rу=3200кг/см2
Принимаем tпл=25мм (2мм – припуск на фрезеровку).