Металлические конструкции. Примеры расчёта элементов конструкций одноэтажных производственных зданий (стр. 22 )

см.

Укрупнительный стык верхнего пояса фермы (рис. 41).

Размеры горизонтальных накладок и фасонки подбираем из условия их равнопрочности с перекрываемыми горизонтальными и вертикальными полками пояса из уголков 200х125х11.

Усилие в поясе N=-1102 кН.

-  накладка:

см2.

Принимаем (см. рис. 41) tн=0,9 см, АН=15,5х0,9=14 см2.

- фасонка:

см2, минимальная высота включаемого в расчет сечения фасонки hф=27,5/1,4=20 см.

Рис. 41. Укрупнительный стык верхнего пояса.

Прикрепление пояса к горизонтальным накладкам.

кН, при Кf=0,6 см, bf=0,7 (ручная сварка монтажного стыка); суммарная длина швов

см, принимаем длину шва накладки 26 см, по скосу 15 см.

Прикрепление пояса к фасонке.

кН, при Кf=0,6 см, bf=1,1 см.

см.

Сечение и прикрепление вертикальных накладок стыка фасонки: высота накладок hH должна быть не менее высоты hф рабочей части фасонки. Принимаем hH=25 см > 20см. Площадь сечения накладок 2tHhH должна быть не менее Аф, откуда

см, но не менее см.

Принимаем tH=0,8 см.

Из условия равнопрочности швов, прикрепляющих накладку к фасонке, и фасонки (в расчете на 1 см длины шва) , определяем

см.

Так как сварка ручная, то требуемый Кf=0,805/0,7=1,15 см.

Окончательно принимаем толщину вертикальных накладок tH=12 мм.

Прикрепление к фасонке стойки. N=183 кН.

см, принимаем 9 см;

см, принимаем 5 см.

Нижний опорный узел фермы (рис.42)

Исходные данные: NСН=577 кН, N1-2=-884 кН, опорная реакция фермы от постоянной и снеговой нагрузок Q=510 кН, опорный момент М=-1011 кНм.

Прикрепление опорного раскоса к фасонке:

см;

см.

Рис. 42. Нижний опорный узел фермы

Прикрепление нижнего пояса:

см;

см.

Размеры фасонки назначаем конструктивно, исходя из размеров швов прикрепления пояса и опорного раскоса.

Прикрепление нижнего пояса к колонне.

Q=510 кН, Н=НМ=М/2,2=1011/2,2=460 кН.

Проверка опорного фланца на смятие:

Принимаем конструктивно фланец tфл=2,0 см, bфл=20 см,

МПа.

Прикрепление опорного фланца болтами:

Принимаем болты нормальной прочности Rbt=210 МПа. Из условия прочности болтов на растяжение

см2,

принимаем болты М 22 с Аб=3,03 см2. Потребное количество болтов n=21,9/3,03=7,02. Назначаем 8 болтов М 22 мм.

Прикрепление столика к колонне:

С учетом случайного эксцентриситета силы Q принимаем, что на один шов передается 2/3 Q.

см, принимаем hст=30 см,

см, ширину столика bф+10=20+10=30 см.

Прикрепление фасонки к опорному фланцу:

Hф=72 см (см. рис. 42), эксцентриситет см.

кНсм.

Пусть bf=1,1, Кf=0,6 см, lw=hф-1=72-1=71 см.

см2,

см2,

МПа,

МПа,

МПа,

МПа.

Расчеты промежуточных узлов сводятся к определению расчетных швов прикрепления элементов решетки к фасонке.

11. РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ. ПОДКРАНОВАЯ БАЛКА.

11.1. Общие положения конструирования.

Среди конструктивных элементов в производственных зданиях и сооружениях особое место занимают подкрановые конструкции, решенные в виде сварных или прокатных балок.

Подкрановые конструкции должны воспринять комплекс нагрузок и воздействий: собственный вес конструкций, вертикальные, горизонтальные и крутящие воздействия мостового крана. Вертикальная и горизонтальная нагрузки прикладываются к рельсу, а затем передаются на верхний узел в виде перемещающихся сосредоточенных сил, имеющих динамический характер.

Горизонтальные нагрузки возникают из-за торможения тележки с грузом, перекосов крана в целом или отдельных его катков, не параллельности крановых путей и иных причин. Для восприятия этих нагрузок предназначены тормозные балки или фермы.

При пролётах подкрановых балок 6 и 12 метров, кранах грузоподъемностью 500 и более кН и ширине тормозных конструкций (расстоянии от оси балки до наружной грани тормозной конструкции на крайних рядах или до оси смежной балки в средних рядах) до 1.25 м обычно применяют тормозные балки. При большей ширине тормозной конструкции целесообразно применение тормозных решетчатых ферм с жёстким верхним поясам.

По расчётной схеме балки подразделяют на разрезные и неразрезные, по конструктивному решению – на сплошностенчатые и сквозные, по способу соединения элементов – на сварные, клёпаные, на высокопрочных болтах.

Схему и тип подкрановых конструкций назначают в зависимости от пролёта подкрановой конструкции, грузоподъёмности и режима работы крана. Сечение подкрановых балок принимают в виде симметричного двутавра из прокатных широкополочных двутавров (для кранов группы режимов работы 1К-3К) или из трёх листов в виде сварного двутавра. В большинстве случаев расчетной схемой подкрановой балки принимают разрезную пролетом, равным шагу колонн, с подвижной нагрузкой от двух сближенных кранов, которые работают одновременно.

Расчёт подкрановых балок во многом аналогичен расчёту обычных балок. Однако подвижная нагрузка, вызывающая большие местные напряжения под катками крана, воздействие не только вертикальных, но и горизонтальных боковых сил, динамичность нагрузки и многократность её приложения приводят к ряду особенностей расчёта подкрановых балок. Общие положения расчёта балок рассмотрены в 7.2.3. Далее показаны особенности расчёта подкрановой балки, связанное со спецификой её работы.

Расчёт подкрановой балки производят в следующем порядке:

·  определяют наибольшие усилия М и Q от подвижных грузов одного или двух мостовых кранов;

·  подбирают сечение балки;

·  проверяют подобранное сечение по несущей способности и жёсткости, местную устойчивость поясов и стенки.

Расчетное значение вертикальной силы в кН, приходящейся на одно колесо, определяется по формуле

(20)

где =0,95 – коэффициент надежности по назначению, учитывающий степень ответственности здания;

=1.1 – коэффициент надежности по нагрузке;

=0.85 – коэффициент сочетаний при учете работы двух кранов группы режимов работы 1К-6К (0.95 для кранов с режимом работы 7К-8К);

К1=1.1 – коэффициент динамичности при пролете балки не более 12 м группе режимов кранов 6К и 7К, (1.2 для кранов с режимом работы 8К, 1 для других кранов);

- нормативное вертикальное давление колеса мостового крана, определяемое по данным государственного стандарта (прил.1, табл. 15).