Одноэтажное промышленное здание

    Таким образом 

                                
 

    7.2.Определение расчётной длины колонны из плоскости рамы. 

    по  п.6.13.(1)

    где 1м – высота подкрановой балки 

    7.3.Конструктивный расчёт надкрановой части колонны. 

    Сечение надкрановой части колонны принимаем  из широкополочного двутавра, высота сечения h₂ =40см. Требуемая площадь сечения:

    

    где эксцентриситет продольной силы, R_y = 240 МПа по табл.50(1). 

    

    По  сортаменту подбираем двутавр  40Ш1 с характеристиками:

    А = 122,4 см²; J_x = 34360 см⁴;  W_x = 1771 см³;  i_x = 16,79 см;

    i_y = 7,18 см;  h = 388 мм;  t_w = 9,5 мм;  b_r = 300 мм;  t_f = 14 мм;

    Определяем  гибкость стержня в плоскости  и из плоскости рамы:

    

; 

    

; 

    Проверка  устойчивости стержня колонны в  плоскости действия момента по п.5.27(1)

    где φ_е – коэффициент, принимаемый по табл.74(1) в зависимости от и приведенного эксцентриситета ,  η определяем по табл.73(1) в зависимости от и

    при

    

    φ_е = 0,097 – коэффициент, принимаемый по табл. 74(1)

    

    Проверяем устойчивость стержня колонны из плоскости действия момента по п.5.30(1)

    где φ_y = 0,838– коэффициент подсчитанный по п.5.3(1), коэффициент с подсчитываем по п.5.31(1), в зависимости от значения относительного эксцентриситета m_x. 

    тогда

            

    

    здесь β =1 по п.10(1);

    тогда

    Устойчивость  обеспечена 

8. Конструктивный расчёт подкрановой части стержня ступенчатой колонны. 

    8.1. Расчёт подкрановой части сплошного сечения. 

  Сечение компонуется из двух прокатных двутавров, высота сечения h₁ =100 см. Требуемая площадь сечения:

    

    где эксцентриситет продольной силы, R_y = 240 МПа по табл.50(1). 

    

    По  сортаменту подбираем два двутавра 26Ш1 с характеристиками:

    А = 54,37 см²; J_x = 6225 см⁴;  W_x =496 см³;  i_x = 10,7 см;

    i_y = 4,23 см;  h = 251 мм;  t_w = 7 мм;  b_r = 180 мм;  t_f = 10 мм;

    Характеристика  сечения:

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

      

    Определяем  гибкость стержня в плоскости  и из плоскости рамы:

    

; 

    

; 

    Проверка  устойчивости стержня в плоскости действия момента по п.5.27(1)

    

    где φ_е – коэффициент, принимаемый по табл.74(1) в зависимости от и приведенного эксцентриситета ,  η определяем по табл.73(1) в зависимости от и

    при

    здесь

    

    φ_е = 0,475 – коэффициент, принимаемый по табл. 74(1)

    

    Проверяем устойчивость стержня колонны из плоскости действия момента по п.5.30(1)

    где φ_y = 0,488– коэффициент подсчитанный по п.5.3(1), коэффициент с подсчитываем по п.5.31(1), в зависимости от значения относительного эксцентриситета m_x.

    

    тогда

    здесь β =1 по п.10(1);

    тогда

    Устойчивость  обеспечена

9. Расчёт и конструирование узла сопряжения

    верхней и нижней частей колонны. 

    Из  условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы h_тр

    

    где t_w = 7мм – толщина стенки двутавра 26Ш1;

         

       

    здесь для определения N и M составляем комбинацию усилий в сечении С дающую наибольшую опорную реакцию траверсы.

    

    

    Высоту  стенки траверсы увеличиваем до 50 см, что соответствует рекомендациям h_тр = (0,5 …. 0,8) h₁

    Толщину стенки определяем из условия прочности на смятие:

    

    где – длина сминаемой поверхности;

    В связи с тем, что подкрановая  балка не рассчитывается, принимаем  b_d и t по своему усмотрению.

          b_d = 20 см – ширина опорного ребра подкрановой балки;

          t = 2 см – толщина опорного листа подкрановой ступени;

          R_p = 336 МПа – расчётное сопротивление смятию торцевой поверхности по т.52(1).

    Принимаем t_tr = 10 мм.

    Длина шва крепления вертикального  ребра траверсы к стенке траверсы определяется по усилиям в сечении С.

    М_С = -168,156 кН·м, N_C = 191,562 кН.

    Усилие  во внутренней полке верхней части  колонны равно:

    

    

    Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А,

    d = 1,4…2 мм;  β_r = 0,9; β_z = 1,05 по т.34(1).

    Назначаем k_f = 6мм; y_wf = y_wf =1 по п.11.2(1), R_wf = 180 МПа по т.56(1).

    

    

    тогда 

     , что в соответствии с п. 12.8 (1) 

10. Расчёт и конструирование базы колонны. 

    10.1. Проектирование и  расчёт базы под  колонну со 

    сплошной  подкрановой частью. 

    Проектируем базу с двустенчатыми листовыми  траверсами и сплошной общей плитой. Расчётные усилия принимаем по сечению  А-А.

    М_А = 414,363 кН·м, N_А = 904,367 кН.

    По  конструктивным соображениям определяем ширину опорной плиты:

     ;

    где h = 251 мм – высота двутавра,

          t_tr = 12 мм – толщина траверсы,

          с = 50 мм – вылет консоли плиты.

    Принимаем В_р = 400 мм.

    Определяем  длину плиты:

    

    здесь

               R_b = 0,75 кН/см² для бетона В12 по т.1 Приложение 1(5)

    Принимаем L_р = 100 cм.

    Назначаем плиту в плане 400×1200 мм.

    Определяем  толщину плиты.

    Вычисляем краевые напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой

    

    

    Устанавливаем размеры верхнего обреза фундамента 600×1500 мм.

    При этом

    Положение нулевой точки в эпюре напряжений определяется:

    

    Напряжения  на участке эпюры сжатия:

    

    

    Изгибающие  моменты в опорной плите:

    Участок 1 (консольный свес с = 6,25 см)

     ;

    Участок 2 (плита, опёртая на три стороны)

     ; β = 0,119

    

    Участок 3 (плита, опёртая на четыре стороны)

        α = 0,125

    

    Коэффициенты  α и β определяем по т.2,3 приложения 1(5)

    Толщину опорной плиты определяем по М_max

    

    Принимаем t_пл =2 см (учитываем пропуск на фрезеровку).

    Расчёт  траверсы h_tr =300мм (рекомендуется принимать в пределах 300…600мм) и проверяем её прочность на изгиб и срез, как прочность однопролётной балки с консолями, опирающимися на полки колонны.

    

    здесь

    

    

    

    Катет швов, крепящих траверсу к полкам колонны, принимаем равным 10 мм

    Проверяем прочность швов:

    

    

    

    

    

    

    где β_f = 0,8; β_z = 1,0 по т.34(1).

    

    

    

    

 

    10.1. Расчёт анкерных  болтов. 

    Определяем  краевые напряжения в бетоне фундамента:

    

    

    Положение нулевой точки:

    Растягивающее усилие в анкерных болтах:

    

    где расстояние от центра тяжести эпюры сжатой зоны до геометрической оси колонны;

          y = 1090 мм – расстояние от оси анкерных болтов до центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений.

    Требуемая площадь сечения нетто одного анкерного болта:

    

    R_ba = 185МПа – расчётное сопротивление растяжению анкерных болтов из стали ВСт3кп2 по т.60*(1);