Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Моменты на опорах ригеля определяются как в защемленной балке:

Определяем коэффициенты канонического уравнения:

;

Угол поворота

Строим эпюру моментов от постоянной нагрузки:

Строим эпюру Q:

Строим эпюру N:

Рис. 30. Эпюры M, Q, N от действия снеговой нагрузки

Вертикальная нагрузка от мостового крана

Расчет проводится при расположении тележки крана у левой стойки.

Проверка возможности считать ригель абсолютно жестким:

Каноническое уравнение для определения смещения плоской рамы:

Раме дают единичное смещение на =1 и определяют моменты и реакции от этого смещения:

Моменты и реакции на левой стойке от нагрузки:

Усилия на правой стойке можно получить аналогично или умножая усилия левой стойки на отношение:

Реакция верхних концов стоек:

Смещение плоской рамы:

Крановая нагрузка – местная, поэтому _пр1:

Смещение с учетом пространственной работы

Строим эпюры:

Рис. 31. Эпюры M, Q, N от действия вертикальной крановой нагрузки

Горизонтальная нагрузка от мостового крана

Основная система, эпюра М₁, каноническое уравнение, коэффициент _пр – такие же, как и при расчете на вертикальную нагрузку от мостовых кранов.

Моменты и реакции на левой стойке от нагрузки:

Смещение верхних концов с учетом пространственной работы

Используя те же формулы, строим эпюры:

Рис. 32. Эпюры M, Q, N от действия горизонтальной крановой нагрузки

Ветровая нагрузка

Основная система и эпюра М₁ – как для крановых воздействий.

Моменты и реакции на левой стойке от нагрузки:

На правой стойке усилия получаются умножением на коэффициент

Коэффициенты канонического уравнения:

Смещение рамы (ветровая нагрузка воздействует на всю раму, поэтому _пр=1)

Эпюра Q на левой стойке:

Эпюра Q на правой стойке:

При правильном решении сумма поперечных сил внизу должна быть равна сумме всех горизонтальных нагрузок:

Строим эпюры:

Рис. 33. Эпюры M, Q, N от действия ветровой нагрузки

2. Расчет ступенчатой колонны

Расчетные длины верхней и нижней частей колонны:

где l₁=H_Н=15,130 м – длина нижнего участка колонны;

l₂=H_B=5,470 м – длина верхнего участка колонны;

– коэффициенты расчетной длины нижнего и верхнего участков колонны.

Т.к. условия и соблюдается, то коэффициенты определяется по табл. 14.1 [2]. В однопролетной раме с жестким сопряжением ригеля с колонной верхний конец колонны закреплен только от поворота: .

Таким образом для нижней части колонны:

Находим расчетные длины из плоскости рамы:

1. Проектирование верхней части колонны

Выбираем наиболее невыгодную комбинацию усилий: ; N=-224 кН. Вычисляем требуемую площадь поперечного сечения верхней части колонны:

где – коэффициент надежности по назначению;

– коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии по табл. 74 СНиП.

Для определения вычисляем предварительные характеристики сечения:

Радиус инерции:

,

где h_B=70 см. – высота сечения верхней части колонны.

Ядровое расстояние:

Условная гибкость:

Относительный эксцентриситет:

Задаемся отношением .

Приведенный относительный эксцентриситет:

,

где:

По табл. 74 СНиП .

Высота стенки будет равна (Принимаем толщину полок 1,6 см).

При наибольшая условная гибкость (табл. 27 СНиП):

Из условия местной устойчивости находим толщину стенки:

Принимаем толщину стенки t_w=0,8 см. Стенка получается заведомо неустойчивой, потому в расчетную площадь сечения колонны будем включать только пояса и примыкающие к ним участки стенки

Определяем требуемую площадь одного пояса:

Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости рамы:

Принимаем

Проверяем пояс из условия обеспечения местной устойчивости:

Рис. 34. Сечение верхней части колонны

Определяем фактические характеристики скомпонованного сечения:

Редуцированная площадь сечения:

Моменты инерции:

Радиусы инерции:

,

Момент сопротивления:

Ядровое расстояние:

Проверяем устойчивость верхней части колонны в плоскости рамы:

По приложению 8 СНиП: .

Приведенный относительный эксцентриситет:

По табл. 74 СНиП .

Устойчивость колонны в плоскости действия момента:

Оцениваем недонапряжение:

;

Проверяем устойчивость верхней части колонны из плоскости рамы:

.

Найдем максимальный момент в пределах средней трети расчетной длины стержня:

где:

– расчетный момент, по которому проектируется колонна;

– соответствующий момент в сечении 2–2 при тех же номерах нагрузок, что и М_1-1.

При изгибе колонн относительно оси y материал стенки работает в упругой стадии, поэтому устойчивость стенки проверяем по упругим формулам.

Наибольшее сжимающее напряжение в стенке:

Соответствующее напряжение у противоположного края стенки:

Среднее касательное напряжение в стенке:

где:

– поперечная сила в сечении 1–1 при тех же номерах нагрузок, что М и N.

Определяем коэффициенты:

;

При

Условие не выполняется, стенка неустойчива. Включаем в расчет стенки два участка

Относительный эксцентриситет:

.

Определяем коэффициент c, учитывающий влияние изгибающего момента на устойчивость из плоскости его действия, т. к. m_x>10:

Устойчивость из плоскости рамы обеспечена.

Т.к. , то следует укрепить стенку поперечными ребрами жесткости.

Ширина выступающей части парного симметричного ребра:

Принимаем:

Толщина ребра:

Принимаем:

1. Проектирование нижней части колонны

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения . Подкрановую ветвь колонны принимаем из двутавра, наружную – составного сечения в виде швеллера.

Рис. 35. Сечение нижней части колонны

Из таблицы 2 выбираем наиболее невыгодные комбинации усилий для ветвей (сечения 3–3, 4–4).

Для подкрановой ветви (в. 1):

; .

Для наружной ветви (в. 2):

; .

Задаемся .

Усилие в подкрановой ветви:

Усилие в наружной ветви:

Определяем требуемую площадь ветвей, задаваясь коэффициентом продольного изгиба :

Для подкрановой ветви принимаем двутавр 50Б2:

; ;

; ;

; ;

; ;

.

Для наружной ветви:

Компонуем сечение наружной ветви:

Принимаем .

Пусть

Условная гибкость стенки (предварительно задаемся гибкостью ):

.

Назначаем толщину стенки швеллера , ширину пояса

Требуемая толщина пояса:

Принимаем

Из условия местной устойчивости пояса швеллера:

Проверяем местную устойчивость стенки швеллера:

Устойчивость стенки обеспечена.

Определяем геометрические характеристики ветви:

Уточняем положение центра тяжести колонны.

Отличие от первоначально принятых размеров менее 5%, поэтому усилия в ветвях не пересчитываем. Проверяем устойчивость каждой ветви как центрально сжатого стержня из плоскости рамы (относительно оси y).

Подкрановая ветвь:

Устойчивость ветви обеспечена.

Наружная ветвь:

Устойчивость ветви обеспечена.

Из условия равноустойчивости каждой ветви в плоскости и из плоскости рамы находим максимальное возможное расстояние между узлами решетки:

Для подкрановой ветви:

Для наружной ветви:

Принимаем высоту траверсы h_tr=63 см.

Проверяем устойчивость каждой ветви в плоскости рамы относительно осей 1–1 и 2–2 на участках между узлами решетки:

Подкрановая ветвь:

Наружная ветвь:

Рис. 36. Схема колонны

На участке Н_реш=1440 мм должно уложиться равное количество панелей.

Принимаем угол наклона раскоса

Расстояние между узлами решетки

Принимаем число панелей:

Фактическая поперечная сила в сечении колонны Q_max=166 кН.

Условная поперечная сила:

где N=2560 кН – наибольшее усилие в сквозной колонне;

– предварительное значение коэффициента продольного изгиба.

Т.к. расчет ведем по Q_max.

Усилие сжатия в раскосе:

Задаемся гибкостью раскоса λ=90, находим соответствующий φ_р=0,642 и определяем требуемую площадь раскоса:

Здесь – коэффициент условий работы (учитываем, что раскос из уголка и крепится к ветви одной полкой).

Принимаем равнополочный уголок 80×8: A_р=12,29 см², i_min=1,57 см.

Геометрическая длина раскоса

Максимальная гибкость раскоса

По гибкости раскоса находим φ_min=0,540 и проверяем устойчивость раскоса:

Проверяем устойчивость колонны как единого составного стержня в плоскости рамы. Определяем геометрические характеристики всего сечения:

Характеристики

Список файлов курсовой работы