Стальной каркас одноэтажного производственного здания с мостовыми кранами

   l_w ≤ 85β_zk_f = 85*1.05*0,5 = 44,63 см, условие выполняется.

     КЭ №35.

   N₁ = -346.506 кН

   α = 0,35

   k_max ≤ 0,8*10 = 8 мм

   Берем минимальный катет шва, равный 5 мм = 0,5см.

   

   Принимаем 8 см.

   

   Принимаем 14 см.

   l_w ≤ 85β_zk_f = 85*1,05*0,5 = 44,63 см, условие выполняется. 

   Расчет  сварных швов прикрепляющих опорное  ребро к фасонке.

   l_w = l_ф – 1 см = 50,5 – 1 = 49,5см

   Выбираем  катет шва.

   k_min = 5 мм.

   k_max ≤ 0,8*12 = 9,6 мм. Принимаем катет шва 5 мм.

   

   

   

   

   e= l_ф/2 -15 = 50,5/2 – 15 = 10,25

   

     

   

     

3. Выбор РСУ 

Для подбора сечения надкрановой части колонны:

   N_MAX=-524,701кН, M_COOT=-113,449кН*м;

   M_MAX=-524,137кН*м, N_COOT==-114,32кН. 

   Для подбора сечения подкрановой части колонны:

   N_MAX=-2805,071кН, M_COOT=-1065,737 кН*м, Q =68,632кН

   M_MAX=-2990,525 кН*м, N_COOT=-1548,786 кН, Q = 122,043кН

   M_MIN=-35,639кН*м, N_COOT=273,158кН, Q = 6,835кН

   Q_MAX= 122,043кН 

4. Проектирование  и расчет крайней  колонны поперечной рамы.

Подкрановая часть.

    Расчетная длина  из плоскости принимается от верха  фундамента до низа подкрановой балки.

   l_efy = 1565см.

   Определение расчетных длин в надкрановой и подкрановой частях:

   F₂ = N_п + N_сн *0,95 = 404,5 + 216 * 0,95 = 609,7 кН.

   F₁ = D_max = 1266,87 кН.

   

   Найдем  коэффициенты расчетной длины:

   

   

   По  таблице 69 СНиП «Стальные конструкции»

   μ₁₂ = 1,792

   μ₁₁ = 0,768

   

   

     

1. Подбор  сечения надкрановой  части колоны.

   η_пред. = 1,4

   

   

   Эксцентриситет: e = M/N = 113,449/524,701 = 0,2162 м = 21,62 см

   Относительный эксцентриситет:

   m = e/ρ = 21,62/17.5 = 1,24

   Относительный приведенный эксцентриситет:

   m_ef= η*m = 1.4*1,24= 1,736

   Тогда:

   

   Условная  гибкость:

   

   При m_ef = 1,5       :

   При m_ef = 2          :

   При m_ef = 1,736:

   Требуемая площадь сечения:

   

   Компоновка  поперечного сечения:

   h_w = h – 2*2 = 50 – 4 = 46см

   

   Принимаем t_w = 1,2см.

   Определяем  величину предельной гибкости по таблице 27* СниП II– 23 –81*.

   

   

   Условие выполняется.

   Площадь полки:

   

   b_f = h_в/30 = 455/30 = 15,17 см

   Принимаем минимальную ширину полки по опорному ребру

   b_f =24см.

   t_f = A_f/ b_f = 3,67/24 = 0.16 см.

   Принимаем t_f = 1,2см.

   Величина  свеса полки: b_ef = (b_f - t_w) / 2 = (24-1,2)/2 = 11,4 см.

   

   Условие выполняется.

   Определяем  характеристики сечения:

   площадь одной полки: A_f=b_ft_f = 24 * 1,2 = 28,8 см²;

   площадь стенки: A_W=h_Wt_W = 46 * 1,2 = 55,2 см²;

   площадь всего сечения: A=2A_f+A_W = 2 *28,8 + 55,2 = 112,8см²;

   момент  инерции сечения относительно оси  x:

   

   момент  инерции сечения относительно оси  y:

   

   радиусы инерции:

   

   

     

   Проверяем устойчивость сжатого стержня:

   

   Условная  гибкость:

   

   

   Относительный эксцентриситет:

   m = e/ρ = 30,45/15.32 = 1,99

   A_f/ A_W = 28,8/55.2 = 0,52

   при A_f/ A_W = 0,5:

   

   при A_f/ A_W = 1:

   

   при A_f/ A_W = 0,52:

   

   Относительный приведенный эксцентриситет:

   m_ef= η*m = 1.47*1,99 = 2,93

   При m_ef = 3:     

   При m_ef = 2.5: 

   При m_ef = 2.93:

   

   Условие устойчивости стержня из плоскости  рам:

Для расчета колонны выбираем момент в1/3 высоты от низа подкрановой балки.

e_x = M/N = 11910,71/524,701= 22,7см

m_x = e_x/ρ_x = 22,7/15,32 = 1,5

α = 0.65+0.05*1,5 = 0.725

β = 1

Условие выполнено. 

2. Расчет  и конструирование  подкрановой части  колонны.

   N_MAX=-2805,071кН, M_COOT=-1065,737 кН*м, Q =68,632кН

   M_MAX=-2990,525 кН*м, N_COOT-1548,786 кН, Q = 122,043кН

   M_MIN=-35,639кН*м, N_COOT=273,158кН, Q = 6,835кН 

N_В1 = N/2 +M/h₀ = 2805,071/2 + 106573,7/125 = 1972,13 кН

N_В1 = N/2 +M/h₀ = 273,158/2 + 3563,9/125 = 165,089 кН

N_В2 = N/2 +M/h₀ = 1548,786/2 + 299052,5/125 = 2245,16 кН

Компоновка  сечения ветвей колонны.

1. Подкрановая ветвь.

h_н = (1/30…1/20)l_efx 59.27…88.9 см.

Берем двутавр 40Ш1.

s = 9,5 мм	Ix = 34360 см4
t = 14 мм	Wx = 1771 см3
h = 388 мм	Iy = 6306 см4
b = 300 мм	iy = 7,18см
А = 122.4 см2	ix = 16.76см

 

2. Шатровая  ветвь.

Расчетная длина ветвей:

Н = Н_н – h_тр = 1565-0,75*125 = 1471,25см.

n = H/b_n = 13,474 Принимаем 14 участков.

l_В/2 = Н/ n = 1471,25/14 = 105,09см ≈ 106см.

Между распорами решетки получаем α = 44 градуса.

l_р = l_В/2*sin44 = 106/ sin44 = 153,62 см

Уточняем  Н и h_тр:

Н = l_В/2 *n= 106*14 = 1484см

h_тр = Н_н – Н = 1565-1484 = 81см, что больше чем 0,5 b_n = 0,5*125 = 62,5 см.

Все условия  выполнены.

b_w = h_w +6 = h – 2*t + 6 = 38,8 – 1,4*2 + 6 = 42см

b_f = (1/30 … 1/20) l_В = (1/30 … 1/20)*212 = 8,07 … 12,1см.

Принимаем b_f = 18 см.

t_w = 1,2 см

А_w = 1,2*42 = 50,4 см²

Принимаем t_f = 1,6см

Найдем  геометрические характеристики ветви  колонны:

   площадь одной полки: A_f=b_ft_f = 18 * 1,6 = 28,8 см²;

   площадь стенки: A_W=b_Wt_W = 42 * 1,2 = 50.4 см²;

   площадь всего сечения: A=2A_f+A_W = 2 *28,8 + 50.4 = 108см²;

   статический момент:

S_y2 = - А_w * (t_W +b_f)/2 = -50,4 * (1,2+18)/2 = -486,84 см³

S_y2 = А_f * 0 = 0

   центральная ось:

   момент  инерции сечения относительно оси  x:

   

   момент  инерции сечения относительно оси  y:

   

   радиусы инерции:

   

   

   

Проверяем предельное отношение свеса полки  к ее толщине:

 

3. Проверка  устойчивости сечения  ветвей колонны.

Определяем  фактические геометрические характеристики сечения:

Найдем  геометрические характеристики ветви колонны:

   площадь подкрановой ветви: = 122.4 см²;

   площадь шатровой ветви: = 108 см²;

   площадь всего сечения: A= + = 108 + 122.4 = 230,4см²;

   расстояние  между осями ветвей:

   

   статический момент:

S_y2 = * x₁₂ = = 122.4* 105.435 = 12905,24 см³

S_y1 = * 0 = 0

   центральная ось:

   момент  инерции сечения относительно оси  x:

   

   момент  инерции сечения относительно оси  y:

   

   радиусы инерции:

   

   

   

   

     

   Проверка  устойчивости подкрановой ветви.

Ставим  распорку между колоннами, тогда:

Проверка  устойчивости шатровой ветви.