Расчет раздельной базы сквозной колонны

Ширина нижней части колонны равен 1 м, поэтому проектируем базу раздельного типа:

Материал базы С235. Расчетное сопротивление:

при толщине листа 21-40 мм R1=220 Мпа;

при толщине листа 4 - 20 мм R2=230 Мпа.

Материал фундамента - бетон класса В12 с расчетным сопротивлением

Rb = 7.5 МПа.

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

Момент, догружающий подкрановую ветвь колонны (-): М1=-305.193 кН×м;

Соответствующая продольная сила: N1=-1270.13 кН.

Момент, догружающий наружную ветвь колонны (+): М2=352.788 кН×м;

Соответствующая продольная сила: N2=-1062.77 кН.

Расстояние между центрами сечений ветвей колонны: h0=0.9 м.

y1= y2=0.45 м.

Усилия в ветвях колонны:

В подкрановой ветви:

Npk=(1270.13×0.45)/0.9+305.193/0.9=974,17 кН;

В наружной ветви:

Npn=(1062,77×0.45)/0.9+352,79/0.9=923,37 кН.

принимаем N= Npk=974,17 кН.

Принимаем коэффициент g=1.2.

Определение требуемой площади плиты базы:

Apltr=N/(Rb·g)= 974,17·103/(7.5·106·1.2)=0.108 м2.

Конструируем базу колонны с траверсами толщиной 12 мм, привариваем их к полкам колонны и к плите угловыми швами.

Нахождение размеров плиты: принимаем с=8 см, следовательно, В=29.5+2·4= 37.5 см,

Принимаем В=40 см.

L=1080/40=27 см.

Принимаем L=27 см.

Принимаем плиту размером 400x270 мм, Аpl=1080 см2.

Определение толщины плиты.

Находим напряжение под плитой базы :

бf==923,37/1080=8.5 МПа.

Вычисляем изгибающие моменты на разных участках для определения толщины плиты:

Участок 1 (опертый по 4 сторонам):

Больший размер: b=0.269 м,

Меньший размер: a=0.095

Отношение b/a=0.269/0.095=2.83 >2 принимаем a=0.125.

M1=a×sf ×a2=0.125·8.5·106·(0.095)2=9.59 кН×м.

стержень рама сварной ферма

Участок 2 (опертый по 3 сторонам):

b1 = 20 см,

a1 =5.3 см,

b1/a1=200/53=3.77 >2, принимаем b=0.133;

М2 =b×бf a12 = 0.133·8.5×106×0.0532 = 3.17 кН×м.

Участок 3 - консольный:

c = 2.3см,

М3 =c2×бf/2=0.0232·8.5×106/2 =2.25 кН×м.

Выбираем максимальный из моментов:

Mmax=М2=9.59 кН×м.

Определяем толщину плиты по максимальному моменту:

tпл >==1.6 см;

принимаем плиту толщиной tпл=2 см.

Крепление траверсы к колонне и плите.

Прикрепление траверсы к колонне выполняется полуавоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С.Высоту траверсы будем определять из условия размещения сварных швов, поэтому предварительно проведем сравнительную оценку прочности по металлу шва и границе сплавления

Расчетные характеристики сварного соединения таблицы 34 и 56 СНиП:

Rwf =200 МПА, bf = 0.8;

Rwz =160 МПа, bz=1.05;

gwz=gwf=1;

Rwf =0.8×200 =160 МПа < bz ×Rwz =168 Мпа.

Расчет ведем по металлу шва ; принимаем катет шва kf =10 мм

Необходимая высота траверсы при четырех сварных швах, прикрепляющих листы траверсы к полкам колонны составляет:

принимаем hтр= 0.5 м.

Проверим допустимую длину шва:

[lw]=85×kf·bf=85·0.010·0.8=0.68 м;

lw= N/(4×kf×Rwf ×bf ×gf)= 923,37·103/(4·200·106·0.8·0,01) =0.144<[lw]=0.68 м

-требование к максимальной длине швов выполняется.

Крепление траверс к плите принимаем угловым швом kf=0.010 м.

Проверяем прочность швов:

sw = N/(kf ·ålw) = 923,37·103/(0.01·2×(2·0.34+0.55+0.019))= 96.8·МПА<[sw]= 160 МПа,

т.е. швы удовлетворяют требованиям прочности. При вычислении суммарной длины швов с каждой стороны шва не учитывалось по 1 см. на непровар. Приварку торца колонны к плите выполняем конструктивным швом kf=0.008 м, т.к. эти швы в расчете не учитывались.

Требуемое число свай
Определяем требуемое число свай в фундаменте в первом приближении при Ncol I = 1900,4 кН.: n=1900,4 ×1,4×1,3×0,95/[609,50 – 20×1,8×(3×0,3)2×1,4]=5,79. Принимаем n = 6. Размещение свай в кусте Размещаем сваи в кусте по типовой схеме. Окончательно размеры подошвы ...

Определение жесткостных характеристик рамы
Жесткостные характеристики сквозного ригеля (фермы). Жесткостные характеристики определяются по приближенным формулам: E·If=E·(Aнп·Авп)·НФ2·m /(Анп+Авп) E·Af=E·(Aвп+Анп). Где : Авп=N/0,7·Ry – площадь сечения верхнего пояса фермы; Анп=N/Ry – площадь сечения нижнего пояса фермы; N=q·L2/8·hф =(18.126+19 ...

Устойчивость плоской формы деформирования обеспечена. Верхний пояс.
Расчетное усилие в стержне N2-II = 19525.9 кг, длина раскоса lрасч = 474.3 см. Верхний пояс рассчитываем как сжато-изгибаемый стержень на продольное усилие и местную поперечную нагрузку: Изгибающий момент в середине стержня Задаемся размерами сечения верхнего пояса b х h = 25x25см. Тогда: площадь се ...