Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Расчёт поперечной рамы здания. Проверка местной устойчивости верхней и нижней части колонны, страница 9

2). -М_max=-262,14 кН·м, N_соотв.=-196,55 кН

Комбинация 1:

- для наружной полки:

где  – фактическая площадь верха колонны, ;

 – момент сопротивления относительно оси х, ;

 – расчётное сопротивление металласварного стыкового соединения:

- для внутренней полки:

Комбинация 2:

- для наружной полки:

- для внутренней полки:

Все условия выполняются, следовательно, прочность сварных стыковых швов обеспечена. Производим конструирование траверсы.

Проверяем траверсу на прочность по торцевому смятию:

где  – максимальное давление от подкрановой балки, ;

 – расчётное сопротивление стали марки С285 смятию:

, где  – временное сопротивление стали, ;

 – коэффициент надёжности по материалу,

Определяем толщину траверсы:

, где  – ширина распространения напряжения смятия:

, где , при ;

 – толщина полок подкрановой балки,

Определяем высоту траверсы по длине сварных швов. Для этого находим расчётное продольное усилие, воспринимаемое швами:

Требуемая длина четырёх швов:

, где  – катет шва,

 – коэффициент, учитывающий вид сварки, для автоматической сварки

 – расчётное сопротивление сварного углового шва срезу по металлу шва для электродов Э42,

Проверка прочности сварных швов на усилие, возникающее во внутренней полке верхней части колонны:

Требуемая длина сварных швов:

, где  – усилие во внутренней полке:

, где  – площадь сечения внутренней полки:

 – наибольшее значение из двух комбинаций усилий,

Принимаем высоту траверсы:

где  – минимальная высота траверсы,

 – ширина полок траверсы,

Производим проверку прочности траверсы на поперечный изгиб:

Момент, действующий на траверсу:

Момент инерции в сечении относительно оси х:

, где  – ширина траверсы,

Момент сопротивления относительно оси х:

Условие прочности на изгиб:

Условие выполнено, следовательно, сопряжение верхнее и нижней частей колонны сконструировано верно.

4. РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

4.1 Сбор нагрузок на ферму

Форма запроектирована с параллельными поясами, по верхнему поясу которой действует постоянная и снеговая нагрузки. Привязка наружной грани колонны крайнего ряда к продольной оси здания .

Рисунок 22 – Постоянная и снеговая нагрузка на ферму

Равномерно распределённые нагрузки заменяются сосредоточенными силами, приложенными в узлах:

При составлении расчётной схемы и при её расчёте принимаем:

1) все стержни в узлах соединяются шарнирно;

2) стержни фермы центрируются по осям, проходящим через центр тяжести сечения;

3) нагрузка на ферму прикладывается в узлах.

Усилия в стержнях фермы определяем графическим методом, строим диаграммы Максвелла-Кремоны. Для этого определяем единичную нагрузку . Равномерно распределённая нагрузка заменяется силами

=

 

Рисунок 23 – Диаграмма Максвелла-Кремоны

Расчётные усилия от постоянной нагрузки:

Расчётные усилия от снеговой нагрузки:

Все расчёты сводим в таблицу 2:

Таблица 2 – Результаты статического расчёта фермы

Элемент		Усилия, кН
	№ стержня	От единичной нагрузки	От постоянной нагрузки	От снеговой нагрузки	Расчетное
Верхний пояс	Q3 – 1	0	0	0	0
	Q4 – 3	-18,0	-437,9	-259,2	-697,1
	Q5 – 4	-18,0	-437,9	-259,2	-697,1
	Q6 – 6	-24,0	-583,4	-345,6	-929,0
Нижний пояс	Q1 – 2	10,5	255,3	151,2	406,5
	Q1 – 5	22,5	547,0	324,0	871,0
Раскосы	1 – 2	-14,85	-361,0	-213,8	-574,8
	2 – 3	10,61	257,9	152,8	410,7
	4 – 5	-6,36	-154,6	-91,6	-246,2
	5 – 6	2,12	51,5	30,5	82,0
Стойки	Q2 – 1	-1,5	-36,5	-21,6	-58,1
	3 – 4	-3,0	-72,9	-43,2	-116,1
	6 – 6’	-3,0	-72,9	-43,2	-116,1