Проектирование металлического каркаса промышленного здания - файл n2.docx

Проектирование металлического каркаса промышленного здания
Скачать все файлы (2716.1 kb.)

Доступные файлы (3):
n1.dwg
n2.docx2505kb.09.09.2013 02:31скачать
n3.xmcd

n2.docx

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

3.4.2. Определение толщины опорной плиты


Опорная плита работает как пластина на упругом основании (упругим основанием является бетон фундамента), загруженная давлением, передаваемым от торца колонны, ветвей траверс и ребер жесткости. Для упрощения расчета плиту рассматривают как пластину, опертую на торец колонны, траверсы и ребра жесткости, загруженную реактивным отпором фундамента.

c:\users\asus\desktop\снимок.png

Расчетная схема опорной плиты и деление плиты на участки.

При определении толщины опорной плиты ?пл исходят из предположения, что в пределах длины каждого из отсеков напряжения ?с распределяются равномерно и равны наибольшему значению в пределах рассматриваемого отсека. Толщина траверсы была принята .

Отсек 1 – пластина, шарнирно опертая по трем сторонам.

c:\users\asus\desktop\снимок.png

Расчетная схема отсека 1.

Значение M1 определяют по формуле:

где – длина свободной (не опертой) стороны отсека, ?с1 – нагрузка на пластинку со стороны фундамента

?1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от соотношения сторон рассматриваемого отсека b/a





Отсек 2 – пластинка, шарнирно опертая по контуру.

Отсек 2 рассматриваем как пластинку, шарнирно опертую по всему контуру (на четыре канта). Полоска единичной ширины находится в центре пластинки и ориентирована параллельно ее короткой стороне.

c:\users\asus\desktop\снимок.png

Расчетная схема отсека, опертого по контуру.

Наибольший линейный изгибающий момент вычисляем по зависимости



где b2 – размер короткой стороны отсека

?2 – коэффициент, принимаемый в зависимости от соотношения сторон рассматриваемого отсека b/a

– максимальное напряжение в отсеке, получаемое интерполированием





Отсек 3

Боковой свес опорной плиты можно рассматривать как консоль, и расчетная полоска единичной ширины находится в зоне наибольших напряжений отпора фундамента.

c:\users\asus\desktop\снимок.png

Расчетная схема отсека консоли.

Значение изгибающего момента:



Измеряем по эскизу величину





Толщину опорной плиты ?пл рассчитывают по наибольшему из вычисленных в каждом отсеке моментов:



По сортаменту листовой стали принимаем ?пл=5,5 см

Не проходит по конструктивным соображениям. Тогда поставим дополнительные ребра жесткости в отсеке 2’.

Отсек 1





Толщина плиты:



По сортаменту листовой стали принимаем ?пл=3,6 см

3.4.3. Подбор сечения анкерных болтов и спаренных швеллеров


Возникающие под плитой растягивающие напряжения ?р не могут быть компенсированы силами сцепления между плитой и бетоном, и создается опасность отрыва края базы колонны от фундамента. Прикрепление базы к фундаменту осуществляется анкерными болтами, один конец которых забетонирован в фундамент на расчетную длину, а другой (верхний) прикреплен к базе. Анкерные болты работают только на растяжение и воспринимают усилие, отрывающее базу от фундамента. Усилие в анкерных болтах определяют в предположении, что бетон на растяжение не работает и растягивающая сила Sа, соответствующая растянутой зоне эпюры напряжений, полностью воспринимается анкерными болтами. С каждой стороны ставят по два анкерных болта.

c:\users\asus\desktop\снимок.png

Расчетная схема крепления анкерных болтов.

Усилие в анкерных болтах находят из уравнения равновесия моментов всех сил относительно центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений:



Откуда усилие в анкерном болте:



Длина сжатой зоны бетона:


где ?с и ?р – определяют от действия усилий Ma и Na.

Ma и Na тем больше, чем больше разность в числителе этого выражения, поэтому при определении Sa следует рассмотреть два возможных расчетных сочетания нагрузок:

1) собственный вес + ветер











Расстояние от оси колонны до центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений:



Расстояние от оси анкерных болтов до центра тяжести сжатой зоны эпюры:





2) собственный вес + снег + ветер











Расстояние от оси колонны до центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений:



Расстояние от оси анкерных болтов до центра тяжести сжатой зоны эпюры:





В этих формулах– значения изгибающего момента и продольной силы соответственно от постоянной, снеговой и ветровой нагрузок в нижнем сечении колонны, найденные из статического расчета. Так как постоянная нагрузка g разгружает анкерные болты, то величины и следует определять при коэффициенте перегрузки , а не при , как это было сделано при выполнении статического расчета. Поэтому в приведенных формулах значение и умножены на коэффициент .

За расчетное усилие в анкерном болте принимаем наибольшее:



Требуемую площадь ослабленного сечения болта (по резьбе) Aбn определяют по зависимости



где Rрб=1450 кг/см2 – расчетное сопротивление растяжению анкерного болта из стали ВСт3кп2.

Примем анкерный болт с наружным диаметром , внутренним диаметром , площадью нетто . Полная длина анкерного болта lаб находится:



где - – длина заделки в бетон анкерного болта ()

?пл – толщина опорной плиты

hтр – высота траверсы

?ап – толщина анкерной плитки или высоты швеллеров под анкерные болты

– длина головки болта (шайба, гайка) принимается примерно

Тогда:



Подбор сечения анкерных плиток

c:\users\asus\desktop\снимок.png

Расчетная схема анкерных плиток.

Расстояние c определяют конструктивно:















Примем швеллер №14.





Прочность анкерных плиток обеспечена.

3.4.4. Расчет траверс


Каждую из траверс можно рассматривать как двухконсольную балку, шарнирно опертую в местах крепления к колонне. Расчет ведется на действие отпора фундамента и усилий от анкерных болтов. Линейная нагрузка отпора фундамента , где – ширина грузовой полосы траверсы. Наибольшие изгибающие моменты будут в сечениях у опор. За расчетный момент принимают наибольший из моментов M1 и M2.

От действия усилий в анкерных болтах:



От отпора фундамента:





При принятой толщине траверсы из условия прочности определим требуемую высоту траверсы. Затем выбранные сечения следует проверить на срез от действия Qmax в расчетных сечениях.

Условие прочности для траверсы по нормальным напряжениям:





Принимаем большее значение из сортамента листовой стали: .

Принятое сечение траверсы проверяем на срез (скалывание) от наибольшей перерезывающей силы Qmax.







Наибольшие касательные напряжения в стенке траверсы будут на уровне нейтральной оси траверсы:


3.4.5. Расчет крепления траверс к стволу колонны


Сварные швы, крепящие траверсы к полкам колонны, воспринимают реакции VA и VB балки, загруженной внешними силами Sa и линейной нагрузкой отпора фундамента. Более просто определить силы, действующие на сварные швы Ш1, можно, используя усилия в стержне колонны. Пользуясь принципом независимости действия сил, основную расчетную схему разложим на две .



Расчетная схема траверсы, разложенной на две.

Расчетное усилие, воспринимаемое двумя сварными швами Ш1 от действия N и M совместно, будет равно:

,

Усилие, воспринимаемое одним швом:



Назначаем катет шва:





Проверяем шов на прочность:



Прочность шва обеспечена.

Список использованной литературы:


  1. СНиП 2-23-81. «Стальные конструкции»

  2. СНиП 2.01.07-85. «Нагрузки и воздействия»

  3. Проектирование стальной стропильной фермы: методические указания / Ленинградский гос. тех. университет; Сост.: Б.А.Гаврилин, Н.М.Тимофеев, С.Е.Фомин ? Л., 1991.

  4. Проектирование сплошной внецентренно сжатой колонны: методические указания / Сост.: Б.А.Гаврилин, Н.М.Тимофеев – Л., ЛПИ, 1989.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации