Расчет и конструирование несущих конструкций одноэтажного промышленного здания (стр. 2 из 5)

Рис.2.4. Схема нагрузки от мостовых кранов

·80 +380)/4 = 14,55 кН.

14,55·2,684 = 40,81 кН.

2.2 Статический расчет поперечной рамы

Расчет выполняется на ЭВМ. Результаты расчета сведены в таблицу 2.1.

3. РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТОЙ КОЛОННЫ РАМЫ

3.1 Выбор невыгоднейших расчетных усилий в колонне рамы

Для верхней части колонны (сечение 1-1): М₁ = -392,403 кНм, N₁ = -294,75 кН; (сечение 2-2): М₂ = -339,242 кНм, N₂ = -543,65 кН, М₂ = -339,242 кНм.

Для нижней части колонны (сечение 3-3): N₁ = -1510,65 кН, М₁ = -769,43 кНм; (сечение 4-4): N₂ = -2086,61 кН, М₂ = 688,1521 кНм.

Соотношение жесткостей верхней и нижней частей колонны

; материал колонны – сталь марки С245. Бетон фундамента марки М100.

3.2 Определение расчетных длин колонны в плоскости рамы

5,4/18,6 = 0,29< 0,6; -2086,61/ (-294,75) = 7,08 > 3, Þ

Для нижней части колонны l_x1 = 2·1860 = 3720 см.

Для верхней части колонны l_x2 = 3·540 = 1620 см.

3.3 Определение расчетных длин колонны из плоскости рамы

1860 см;

540 – 125 = 415 см.

3.4 Расчет верхней части колонны

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой h_B = 450 мм. Для симметричного двутавра

; 0,35·45 = =15,75 см; (1620/18,9) Ö (24/ 20600) = 2,9; =39240,3/ (294,75·0,35·45) = 8,45. Принимаем , тогда 4; 1,34·8,45 = 11,34; 0,106, ÞА_тр = 294,75/(0,106·24) = 115,9 см² Компоновка сечения: ·1,2 = 42,6 см

Из условия местной устойчивости:

68,85 и 42,6/68,85 = 0,62 см.

Принимаем

. Рис.3.1. Сечение верхней части колонны

Требуемая площадь полки

t_w h_w )/2 = (115,9 – 0,8·42,6)/2 = 40,91 см².

Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента ширина полки

415/20 = 20,75 см; из условия местной устойчивости полки:

2,9) Ö (20600 /24) = 19,04

.

Принимаем b_f = 36 см; t_f =1,2; А_f =36·1,2 = 43,2 см²> 40,91 см².

(36 – 0,8) / (2·1,2) = 14,67 < 19,04.

Геометрические характеристики сечения:

Полная площадь сечения А₀ = 2·36·1,2 + 0,8·42,6 = 120,48 см²;

I_x = 0,8·42,6³/12 + 2·36·1,2[(45 – 1,2)/2]² = 46592,2 см⁴;

19,7 см; I_у = 2·1,2·36³/12 = 9331,2 см⁴; 8,8 см;

W_x = 46592,2/(0,5·45) = 2070,8 см³;

17,19 см.

Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента:

l_х = 1620/19,7 = 82,23;

2,81; 39240,3 /(294,75·17,19) = 7,74;

1,2·36/(0,8·42,6) = 1,27, Þh = 1,4 – 0,02·2,81 = 1,34; 10,4; 7

s = 294,75/(0,107·120,48) = 22,9 кН/см²< 24 кН/см²

Недонапряжение [(24 – 22,9)/24]100 = 4,6% < 5%.

Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента.

415/8,8 = 47,2; ,864.

Максимальный момент в средней трети расчетной длинны стержня:

-339,242 + (-392,403 – (-339,242)) /5,4(5,4 – 4,15/3 ) = -378,79 кНм.

По модулю

= 392,403/2 = 196,2 кНм; 37879·120,48/ (294,75·2070,8) = 7,48.

где

l_у= 47,2 <l_с=

= 92b = 1; = 0,9

+0,9·5) = 0,18

10·0,864/1] = 0,1

с = 0,18(2 – 0,2·7,48) + 0,1(0,2·7,48 –1) = 0,14

294,75/ (0,14·0,864·120,48) = 20,2 < 24 кН/см².

3.5 Расчет нижней части колонны

Высота сечения

1500 мм. Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополочного двутавра, наружную – составного сварного сечения из трех листов.

Определение ориентировочного положения центра тяжести.

Принимаем

; 150 – 5 = 145 см.

у₁ = 68815,2/(76943 + 68815,2)145 = 68,46 см

= 145 – 68,46 = 76,54 см

Усилия: в подкрановой ветви N_в1 = 1510,65·76,54/145 + 76943/145 = 1328,1 кН

В наружной ветви N_в2 = 2086,61·68,46/145 + 68815,21/145 = 1459,76 кН

Требуемая площадь ветвей:

Для подкрановой ветви задаемся

,8; (сталь С245 фасонный прокат)

А_В1 = 1328,1/(0,8·24) = 69,2 см²

По сортаменту подбираем I 50Б1(I 45Б1 не удовлетворяет требованию по устойчивости): А_В1 = 91,8 см²; i_х1 = 4,22 см; i_у1= 20,3 см.

Для наружной ветви

1459,76/(0,8·24) = 76,03 см² (сталь С245 листовой прокат, ,8).

Для удобства прикрепления элементов решетки просвет между внутренними гранями полок принимаем 471 мм. Толщину стенки швеллера

для удобства ее соединения встык с полкой надкрановой части колонны принимаем равной 12 мм; высота стенки из условия размещения сварных швов 510 мм.

Требуемая площадь полок:

(76,03 – 1,2·51)/2 = 7,4 см²

Из условия местной устойчивости полки швеллера

14. Принимаем 8 см; = 1,4 см; 25,2 см².

Рис.3.2. Сечение нижней части колонны

Геометрические характеристики ветви:

А_В2 = 1,2·51 + 2·25,2 = 111,6 см²

z₀ = (1,2·51·0,6 + 25,2·10,2·2)/111,6 = 5 см

I_x2 = 1,2·51·4,4² + 2·1,4·18³/12 + 25,2·5,2²·2 = 3908,45 см⁴;

5,92 см