Проектирование одноэтажного промышленного здания

.

Проверяем допустимую длину шва:

.

Требования к максимальной длине  швов выполняется. Крепление траверсы к плите принимаем угловыми швами .

     Проверяем прочность  швов:

.

Швы удовлетворяют требованиям  прочности. При вычислении суммарной длины швов с каждой стороны шва не учитывалось по 1 см на непровар.

Приварка торца колонны к  плите выполняется конструктивными  швами  , так как эти швы в расчете не учитывались.

 

4.5. Расчет траверсы.

 

Нагрузка на траверсу:

.

Максимальный изгибающий момент:

.

Максимальная поперечная сила:

.

Геометрические характеристики траверсы:

, .

 

Нормальные напряжения возникающие траверсе:

.

Касательные напряжения возникающие  в траверсе:

.

4.6. Расчет анкерных болтов.

    

Для расчёта анкерных болтов принимаем  комбинацию нагрузок, дающую наибольший момент при минимальной силе.

     Комбинации  усилий для расчёта анкерных  болтов в сечении 4-4:

M=827,5 кНм, N=508 кН, 

Суммарное усилие во всех анкерных болтах, приходящихся на одну ветвь колонны:

;

;

Требуемая площадь сечения анкерных болтов находится по формуле:

,

 для стали С235 [2, табл. 60].

Принимаем 4 болта Æ30, . Нормальная заделка l = 1500 мм по типу соединения с помощью шайб.

 

4.6. Расчет анкерной  плитки.

 

      Плитка под анкерные болты рассчитывается как балка, лежащая на траверсах и нагруженная сосредоточенными силами:

– расстояние между траверсами в осях,

– усилие от одного анкерного болта.

Принимаем в качестве материала для анкерной плитки сталь С255 с R_y=230 МПа (t=20440 мм) табл. 51 [5].

Максимальный изгибающий момент:

.

Максимальная поперечная сила: .

      Требуемый момент сопротивления анкерной плитки:

                                  W_n=M_мах/R_y·g_c=250/23·1=10,86 см³.

Принимаем диаметр отверстия под  анкерный болт d=32 мм, а толщину анкерной плитки t=30 мм, тогда ширина анкерной плиты равна:

                                  b=(6W_n/t²)+d=(6·10,86/3²)+3,2=10,44 см.

Принимаем ширину анкерной плиты b=12 см.

 

5. Расчет фермы в осях А-Б

 

  5.1. Геометрические размеры и расчётная схема фермы

 

Размеры фермы приведены для  её геометрической схемы, которая

получена путём пересечения  линий, проходящих через центры тяжести

стержней и отсутствии расцентровки в узлах:

 

пролёт фермы L= 23.600 M;       высота на опоре H=   3.150 M ;

высота в середине H1= 3.325 M ; уклон  верхнего пояса i= 0.015.

 

         Длины стержней (в метрах):

 

     верхнего пояса                     нижнего пояса

 

панель 1 L=  2.800   панель 2 L=  3.000     панель 1 L= 5.800

панель 3 L=  3.000   панель 4 L=  3.000     панель 2 L= 6.000

панель 5 L=  3.000   панель 6 L=  3.000     панель 3 L= 6.000

панель 7 L=  3.000   панель 8 L=  2.800     панель 4 L= 5.800

 

         раскосов                           стоек

 

раскос 1 L=  4.246   раскос 2 L=  4.380     стойка 1 L= 3.150

раскос 3 L=  4.445   раскос 4 L=  4.445     стойка 2 L= 3.236

раскос 5 L=  4.445   раскос 6 L=  4.445     стойка 3 L= 3.325

раскос 7 L=  4.380   раскос 8 L=  4.246     стойка 4 L= 3.236

                                            стойка 5 L= 3.150

 

     Расчётная схема фермы  с нумерацией узлов и стержней  приведена

на рис.5.1.1.

 

    5.2 Узловые нагрузки

 

 Величины узловых нагрузок  приведены в табл.5.1, табл.   5.2.

 Знак + соответствует направлению  нагрузки к узлу; - от узла.

                                Таблица 5.1

       Вертикальная  нагрузка на верхний пояс

  

     ╔═══════╦═══════════════╦═══════════════╗

     ║  N    ║   Постоянная  ║   Снеговая    ║

     ║  узла ║ нагрузка, (кН)║ нагрузка, (кН)║

     ╠═══════╬═══════════════╬═══════════════╣

     ║   1   ║      0.00     ║      0.00     ║

     ║   2   ║     29.16     ║     38.40     ║

     ║   3   ║     29.16     ║     38.40     ║

     ║   4   ║     29.16     ║     38.40     ║

     ║   5   ║     29.16     ║     38.40     ║

     ║   6   ║     29.16     ║     38.40     ║

     ║   7   ║     29.16     ║     38.40     ║

     ║   8   ║     29.16     ║     38.40     ║

     ║   9   ║      0.00     ║      0.00     ║

     ╚═══════╩═══════════════╩═══════════════╝

 

                                    

 

Таблица 5.2

         Вертикальная  нагрузка на нижний пояс

  

     ╔═══════╦═══════════════╦═══════════════╦════════════════╗

     ║  N    ║   Постоянная  ║   Снеговая    ║Опорные моменты:║

     ║  узла ║ нагрузка, (кН)║ нагрузка, (кН)║Млев. =   75кНм  ║

     ║       ║               ║               ║Мправ.=   75кНм ║

     ╠═══════╬═══════════════╬═══════════════╬════════════════╣

     ║   1   ║    102.06     ║    134.40     ║      0.00      ║

     ║   2   ║      0.00     ║     -         ║       -        ║

     ║   3   ║      0.00     ║     -         ║       -        ║

     ║   4   ║      0.00     ║     -         ║       -        ║

     ║   5   ║    102.06     ║    134.40     ║      0.00      ║

     ╚═══════╩═══════════════╩═══════════════╩════════════════╝

     5.3. Статический расчёт

     Расчётные усилия  в стержнях фермы приведены  в табл.5.3.

                                                 Таблица 5.3

                   Расчётные усилия в стержнях  фермы

╔════════╦════════╦═════════╦═════════╦═════════╦══════════════════╗

║ Элемент║ Марка  ║Усилия от║Усилия  от║Усилия от║ Расчётные усилия:║

║ фермы  ║элемента║постоян. ║снеговой  ║опорных  ╠═════════╦════════╣

║        ║        ║нагрузки,║нагрузки,║моментов,║  сжатие, ║растяже-║

║        ║        ║  (кН)   ║  (кН)   ║   (кН)  ║  (кН)   ║ние,(кН)║

╠════════╬════════╬═════════╬═════════╬═════════╬═════════╬════════╣

║        ║ В- 1   ║    0.00 ║    0.00 ║   23.65 ║    -    ║   23.65║

║верхний ║ В- 2   ║ -155.91 ║ -205.31 ║   23.02 ║ -361.22 ║    -   ║

║пояс    ║ В- 3   ║ -155.91 ║ -205.31 ║   23.02 ║ -361.22 ║    -   ║

║        ║ В- 4   ║ -204.36 ║ -269.12 ║   22.41 ║ -473.48 ║    -   ║

║        ║ В- 5   ║ -204.36 ║ -269.12 ║   22.41 ║ -473.48 ║    -   ║

║        ║ В- 6   ║ -155.91 ║ -205.31 ║   23.02 ║ -361.22 ║    -   ║

║        ║ В- 7   ║ -155.91 ║ -205.31 ║   23.02 ║ -361.22 ║    -   ║

║        ║ В- 8   ║   -0.00 ║    0.00 ║   23.65 ║    -    ║   23.65║

╠════════╬════════╬═════════╬═════════╬═════════╬═════════╬════════╣

║        ║ Н- 1   ║   89.54 ║  117.91 ║  -23.34 ║    -    ║  207.45║

║нижний  ║ Н- 2   ║  193.78 ║  255.18 ║  -22.71 ║    -    ║  448.96║

║пояс    ║ Н- 3   ║  193.78 ║  255.18 ║  -22.71 ║    -    ║ 448.96║

║        ║ Н- 4   ║   89.54 ║  117.91 ║  -23.34 ║    -    ║  207.45║

╠════════╬════════╬═════════╬═════════╬═════════╬═════════╬════════╣

║        ║ Р- 1   ║ -135.77 ║ -178.79 ║   -0.47 ║ -314.56 ║    -   ║

║раскосы ║ Р- 2   ║   96.88 ║ 127.58 ║    0.47 ║    -    ║ 224.45║

║        ║ Р- 3   ║  -56.14 ║  -73.93 ║   -0.46 ║ -130.07 ║    -   ║

║        ║ Р- 4   ║   15.65 ║   20.61 ║    0.45 ║    -    ║   36.26║

║        ║ Р- 5   ║   15.65 ║   20.61 ║    0.45 ║    -    ║   36.26║

║        ║ Р- 6   ║ -56.14 ║ -73.93 ║   -0.46 ║ -130.07 ║    -   ║

║        ║ Р- 7   ║   96.88 ║  127.58 ║    0.47 ║    -    ║  224.45║

║        ║ Р- 8   ║ -135.77 ║ -178.79 ║   -0.47 ║ -314.56 ║    -   ║

╠════════╬════════╬═════════╬═════════╬═════════╬═════════╬════════╣

║        ║ С- 1   ║    0.00 ║    0.00 ║    0.35 ║    -    ║    0.35║

║стойки  ║ С- 2   ║  -29.16 ║  -38.40 ║    0.00 ║  -67.56 ║    -   ║

║        ║ С- 3   ║  -23.10 ║  -30.42 ║   -0.66 ║  -53.52 ║    -   ║

║        ║ С- 4   ║  -29.16 ║  -38.40 ║    0.00 ║ -67.56 ║    -   ║

║        ║ С- 5   ║    0.00 ║    0.00 ║    0.35 ║    -    ║    0.35║

╚════════╩════════╩═════════╩═════════╩═════════╩═════════╩════════╝

 

   

 

 5.4. Расчёт стержней на прочность и устойчивость

 

     При расчёте учтено  следующее:

     в пролёте есть  краны с режимом работы 7К;

     ферма на колонну  опирается сбоку;

     нагрузки приложенные  непосредственно к ферме - статические.

 

Геометрические характеристики сечений  стержней приведены в табл.5.4.

                                                      Таблица 5.4

 

         Геометрические  характеристики сечений и сталь  стержней

╔══════╦═════════════╦═════════╦════════════╦══════════╦══════════╗

║Марка ║  Сечение    ║  Сталь   ║ Площадь    ║Радиус  и- ║Радиус и- ║

║эле-  ║             ║         ║ сечения,   ║нерции от-║нерции от-║

║мен-  ║             ║         ║    см¤     ║носительно║носительно║

║та    ║             ║         ║            ║горизонт. ║вертикаль-║

║      ║             ║         ║            ║оси, см   ║ной оси,см║

╠══════╬═════════════╬═════════╬════════════╬══════════╬══════════╣

║B- 1  ║ ┐┌50*5      ║ C245    ║   9.60     ║  1.53    ║  2.45    ║

║B- 2  ║ ┐┌100*7     ║ C275    ║  27.50     ║  3.08    ║  4.45    ║

║B- 3  ║ ┐┌100*7     ║ C275    ║  27.50     ║  3.08    ║ 4.45    ║

║B- 4  ║ ┐┌110*8     ║ C245    ║  34.40     ║  3.39    ║  4.88    ║

║B- 5  ║ ┐┌110*8     ║ C245    ║  34.40     ║  3.39    ║  4.88    ║

║B- 6  ║ ┐┌100*7     ║ C275    ║  27.50     ║  3.08    ║  4.45    ║

║B- 7  ║ ┐┌100*7     ║ C275    ║  27.50     ║ 3.08    ║ 4.45    ║

║B- 8  ║ ┐┌50*5      ║ C245    ║   9.60     ║  1.53    ║  2.45    ║

║H- 1  ║ ┐┌80*6      ║ C245    ║  18.76     ║  2.47    ║  3.65    ║

║H- 2  ║ ┐┌80*6      ║ C275    ║  18.76     ║  2.47    ║  3.65    ║

║H- 3  ║ ┐┌80*6     ║ C275    ║ 18.76     ║ 2.47    ║ 3.65    ║

║H- 4  ║ ┐┌80*6      ║ C245    ║  18.76     ║  2.47    ║  3.65    ║

║P- 1  ║ ┐┌125*8     ║ C245    ║  39.38     ║  3.87    ║  5.46    ║

║P- 2  ║ ┐┌50*5      ║ C275    ║   9.60     ║  1.53    ║  2.45    ║

║P- 3  ║ ┐┌90*6      ║ C245    ║ 21.22     ║ 2.76    ║ 4.04    ║

║P- 4  ║ ┐┌50*5      ║ C245    ║   9.60     ║  1.53    ║  2.45    ║

║P- 5  ║ ┐┌50*5      ║ C245    ║   9.60     ║  1.53    ║  2.45    ║

║P- 6  ║ ┐┌90*6      ║ C245    ║  21.22     ║  2.76    ║  4.04    ║

║P- 7  ║ ┐┌50*5      ║ C275    ║   9.60     ║  1.53    ║  2.45    ║

║P- 8  ║ ┐┌125*8     ║ C245    ║  39.38     ║  3.87    ║  5.46    ║

║C- 1  ║      -      ║    -    ║     -      ║    -     ║    -     ║

║C- 2  ║ ┐┌63*5      ║ C245    ║  12.26     ║ 1.94    ║ 2.96    ║

║C- 3  ║ ┐┌63*5      ║ C245    ║  12.26     ║  1.94    ║  2.96    ║

║C- 4  ║ ┐┌63*5      ║ C245    ║  12.26     ║  1.94    ║  2.96    ║

║C- 5  ║      -      ║    -    ║     -      ║    -     ║    -     ║

╚══════╩═════════════╩═════════╩════════════╩══════════╩══════════╝

 

     В столбце <Сечение>  табл.5.4 для неравнополочных уголков

первая цифра указывает размер горизонтальной полки в мм.

     При вычислении радиусов  инерции сечений стержней фермы  толщина

фасонок принята равной  10.0 мм.

     Результаты расчёта  стержней приведенны в табл.5.5.

 

    

 

                                            Таблица 5.5

      Результаты конструктивного  расчёта стержней фермы

╔═════╦═════╦═══════╦═══════════╦═════╦═══════════╦═════╦══════╦════╗

║Эле- ║Мар- ║Расчёт-║  Гибкость ║Пре- ║Расчётная  ║Коэф-║Напря-║Рас-║

║мент ║ка   ║ное    ║           ║дель-║   длина   ║фици-║жение,║чёт-║

║фер- ║эле- ║усилие,╠═════╦═════╣ная  ╠═════╦═════╣ент  ║ МПа  ║ное ║

║мы   ║мен- ║ кН    ║  в   ║ из  ║гиб- ║ в   ║ из  ║про- ║      ║соп-║

║     ║та   ║       ║плос-║плос-║кость║плос-║плос-║доль-║      ║ро- ║

║     ║     ║       ║кости║кости║     ║кости║кости║ного  ║      ║тив-║

║     ║     ║       ║фермы║фермы║     ║фермы║фермы║изги-║      ║лен.║

║     ║     ║       ║     ║     ║     ║ (м) ║ (м) ║ба   ║      ║МПа ║

╠═════╬═════╬═══════╬═════╬═════╬═════╬═════╬═════╬═════╬══════╬════╣

║     ║В 1  ║   23.7║183.0║114.1║250.0║ 2.80║ 2.80║  -  ║ 25.9 ║240 ║

║верх ║В 2  ║ -361.2║ 97.4║ 67.4║121.2║ 3.00║ 3.00║0.523║264.6 ║270 ║

║ний  ║В 3  ║ -361.2║ 97.4║ 67.4║121.2║ 3.00║ 3.00║0.523║264.6 ║270 ║

║пояс ║В 4  ║ -473.5║ 88.5║ 61.5║121.8║ 3.00║ 3.00║0.622║232.8 ║240 ║

║     ║В 5  ║ -473.5║ 88.5║ 61.5║121.8║ 3.00║ 3.00║0.622║232.8 ║240 ║

║     ║В 6  ║ -361.2║ 97.4║ 67.4║121.2║ 3.00║ 3.00║0.523║264.6 ║270 ║

║     ║В 7  ║ -361.2║ 97.4║ 67.4║121.2║ 3.00║ 3.00║0.523║264.6 ║270 ║

║     ║В 8  ║   23.7║183.0║114.1║250.0║ 2.80║ 2.80║  -  ║ 25.9 ║240 ║

╠═════╬═════╬═══════╬═════╬═════╬═════╬═════╬═════╬═════╬══════╬════╣