Файл: Федеральное агентство по образованию иркутский государственный технический университет.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 840
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
торцевой поверхности (при наличии пригонки)
Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов
Основные размеры элементов подкрановых балок
Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтовRba
Рис. 9.1 К определению расчетных усилий в разрезной подкрановой балке:
г – схема загружения балки одним краном для определения прогиба
/N2)/= (87190 / 479,3) / 25,64 = 7,09.
При значениях 5 < mх< 10 коэффициент с определяем по формуле
с = с5(2 – 0,2mх) + с10 (0,2mх – 1) =
= 0,12 (2 – 0,2 7,09) + 0,15 (0,2 7,09) = 0,125,
где с5 = с = /(1 + mх) = 1 / (1 + 1 7,09) = 0,12,
здесь = 0,65 + 0,05mх = 0,65 + 0,05 7,09 = 1,0 при условии y= 60,2 <
<
с10 = с = 1 / (1 + mх y/b)= 1 / (1 + 7,09 0,8 / 1) = 0,15.
8.3.4. Проверка местной устойчивости элементов сплошной колонны
Местная устойчивость полки колонны обеспечивается за счет назначения соответствующего отношения расчетной ширины свеса bef(расстояние от грани стенки до края полки) к ее толщине tf.
Во внецентренно-сжатых элементах с условной гибкостью
х от 0,8 до 4 отношение bef/tf принимается не более значения, определяемого по формуле
bef/tf = (0,36 + 0,1
При значениях х < 0,8 или х > 4 в формуле следует принимать соответственно х = 0,8 или х = 4.
Ширина свеса полки
= (32 – 1) / 2 = 15,5 см.
Проверяем отношение при х = 2,14:
следовательно, устойчивость полки обеспечена.
Проверяем местную устойчивость стенки.
Для внецентренно-сжатых элементов двутаврового сечения отношение расчетной высоты стенки
hef= hw к толщинеtw (гибкость стенки) определяется в зависимости от значения коэффициента = (– 1)/, характеризующего распределение напряжений по сечению, где – наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком «плюс», и 1– соответствующее напряжение у противоположной расчетной границы стенки.
Определяем (при yc= yp= hw/2 = 65 / 2 = 32,5 см):
= N2/A + Mxyc/Ix= 479,3 / 205,8 + 114460 32,5 / 184684,19 = 22,47 кН/см2;
1= N2/A – Mxyр/Ix = 479,3 / 205,8 – 114460 32,5 / 184684,19 = – 17,81 кН/см2;
= [22,47 – (– 17, 81)] / 22,47 = 1,79.
При 0,5 отношение hef/tw не должно превышать значений
, где значения uw определяются по табл. 4.2.
При относительном эксцентриситетеmx= 9,32 > 1 и условной гибкости
х = 2,14 > 2,0 предельная гибкость стенки определяется по формуле
hef/tw= 1,2 + 0,35
= 1,2 + 0,35 2,14
При 1 предельная гибкость стенки вычисляем по формуле
но не более 3,8
= 3,8
= 111,34,
где = 1,4(2 – 1)/= 1,4 (2 1,79 – 1) 1,73 / 22,47 = 0,28,
здесь = Q/(twhw)= 112,6 / (1 65) = 1,73 кН/см2 – среднее касательное напряжение в рассматриваемом сечении.
При 0,5 < < 1 предельная гибкость определяется линейной интерполяцией между значениями, вычисленными при = 1 и = 0,5.
Сравниваем (при = 1,79 > 1):
hef/tw= 65 / 1 = 65 < 111,34.
Стенка отвечает требованиям устойчивости.
В случае недостаточной жесткости стенки (hef/twпревышает критическое значение) увеличивают толщину стенки
tw или стенка укрепляется парным или односторонним ребрами жесткости с моментом инерции ребра Isl6heftw3 , расположенным посредине стенки. Наиболее нагруженную часть стенки между полкой и осью ребра рассматривают как самостоятельную пластинку и производят соответствующую проверку.
При расположении ребра с одной стороны его момент инерции вычисляется относительно оси, совмещенной с ближайшей гранью стенки.
Продольные ребра жесткости следует включать в расчетное сечение колонны.
Минимальные размеры выступающей части продольных ребер жесткости bh принимаются:
– для парного симметричного ребра не менее hef/30 + 40 мм;
– для одностороннего ребра не менее hef/24 + 50 мм.
Толщина ребра tsпринимается из условия его устойчивости не менее 2bh
.
Укрепление стенки продольными ребрами жесткости целесообразно при большой высоте сечения колонны (свыше 1000 мм).
В случаях, когда фактическое значение hef/tw превышает предельные значения, допускается использование закритической работы стенки, так как переход стенки в критическое состояние еще не означает потерю устойчивости стержня. В этом случае неустойчивая часть стенки выключается из работы и в расчетное сечение колонны при расчетах на устойчивость вместо площади А следует принимать значениеA′. В состав рабочего сечения стенки включается два крайних устойчивых ее участка, непосредственно примыкающие к полкам шириной с = 0,65tw
(рис. 8.4).
Рис. 8.4. Расчетное сечение колонны
Для двутаврового сечения при внецентренном сжатии
A′= А – (hw– 2с) tw.
Исключение части стенки из расчетного сечения учитывается только при определении площади A′; все прочие геометрические характеристики определяются для целого сечения.
Стенку колонны приhef/tw 2,3
следует укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии (2,5 – 3)hef одно от другого; на каждом отправном элементе должно быть не менее двух ребер.
Сварные швы, соединяющие стенку с полками, назначаются непрерывными с минимальным катетом шва и принимаются в зависимости от толщины наиболее толстого свариваемого элемента для уменьшения влияния возможных непроваров по табл. 3.5.
8.4. Компоновка сечения и расчет подкрановой части
колонны
Пример 3. Подобрать сечение сквозной внецентренно-сжатой колонны, состоящей из двух ветвей в виде двутавров, соединенных между собой решеткой в двух плоскостях по граням ветвей (см. рис. 8.1).
8.4.1. Определение расчетных длин подкрановой части колонны
Расчетные длинынаходим с помощью следующих зависимостей:
– в плоскости действия момента (относительно оси х-х)
lx1= 1 l1 = 214,1 = 28,2 м,
где 1 = 2 – коэффициент расчетной длины, принимаемый по табл. 8.1;
– в плоскости, перпендикулярной действию момента (относительно оси у-у), расчетная длина принимается равной расстоянию между точками закрепления колонны от смещения (такими точками являются низ базы колонны, нижний пояс и тормозная конструкция подкрановой балки, промежуточные распорки между колоннами)
lу1= 0,8l1 = 0,8 14,1 = 11,28 м,
где 0,8 – коэффициент, учитывающий защемление ветвей колонны в фундаменте в уровне его верха.
Несущая способность подкрановой части колонны определяется допускаемой продольной силой в ветвях, для которых расчетные длины принимаются равными:
– в плоскости действия момента (относительно осей х1-х1 и х2-х2) –расстоянию между узлами решетки
lхв1=lв1 и lхв2 = lв2;
– в плоскости, перпендикулярной действию момента (относительно оси у-у), – геометрической длине ветви, умноженной на коэффициент 0,8:
lув1 = 0,8l1 = 0,8 14,1 = 11,28 м,lув2 = 0,8 (l1 + hб),
при этом геометрическая длина подкрановой ветви принимается равной расстоянию от низа базы до низа подкрановой балки l1, геометрическая длина наружной ветви – от низа базы до тормозной конструкции в уровне верха подкрановой балки (l1 + hб).
При постановке распорок между наружными ветвями колонны в уровне низа подкрановых балок (при грузоподъемности кранов 80 т и более) геометрическая длина наружной ветви принимается равной расстоянию от низа базы до распорки (низа подкрановой балки) l1:
lув2= 0,8l1= 0,8 14,1 = 11,28 м.
При наличии промежуточных распорок между колоннами расчетные длины их ветвей из плоскостей рамы соответственно уменьшаются.
8.4.2. Подбор сечения ветвей колонны
Подбор сечения сквозной подкрановой части колонны начинается с определения усилий в ветвях колонны. Для каждой ветви принимается комбинация из продольной силы N и изгибающего момента М, догружающего соответствующую ветвь (см. рис. 8.3):
– для расчета подкрановой ветви
N1= – 2468,1 кН и M1 = – 1112,7 кНм;
– для расчета наружной ветви
N2 = – 2473,5 кН и M2 = + 1589,4 кНм.
Вычисляем наибольшие сжимающие усилия в ветвях колонны, величина которых ориентировочно определяется по формулам:
– в подкрановой ветви
Nв1 = N1/2 + M1 /hо = 2468,1 / 2 + 1112,7 / 1,1 = 2245,6 кН;
– в наружной ветви
Nв2= N2/2 + M2/hо = 2473,5 / 2 + 1589,4 / 1,1 = 2681,7 кН,
где hо = hн – z0= 1250 – 150 = 1100 мм; zо= b2/2 (предварительно принимается 100 – 200 мм).
При определении сжимающего усилия в ветвях принимаются абсолютные значения
При значениях 5 < mх< 10 коэффициент с определяем по формуле
с = с5(2 – 0,2mх) + с10 (0,2mх – 1) =
= 0,12 (2 – 0,2 7,09) + 0,15 (0,2 7,09) = 0,125,
где с5 = с = /(1 + mх) = 1 / (1 + 1 7,09) = 0,12,
здесь = 0,65 + 0,05mх = 0,65 + 0,05 7,09 = 1,0 при условии y= 60,2 <
<
с10 = с = 1 / (1 + mх y/b)= 1 / (1 + 7,09 0,8 / 1) = 0,15.
8.3.4. Проверка местной устойчивости элементов сплошной колонны
Местная устойчивость полки колонны обеспечивается за счет назначения соответствующего отношения расчетной ширины свеса bef(расстояние от грани стенки до края полки) к ее толщине tf.
Во внецентренно-сжатых элементах с условной гибкостью
х от 0,8 до 4 отношение bef/tf принимается не более значения, определяемого по формулеbef/tf = (0,36 + 0,1
При значениях
х < 0,8 или х > 4 в формуле следует принимать соответственно х = 0,8 или х = 4.Ширина свеса полки
= (32 – 1) / 2 = 15,5 см.Проверяем отношение при
х = 2,14: следовательно, устойчивость полки обеспечена.
Проверяем местную устойчивость стенки.
Для внецентренно-сжатых элементов двутаврового сечения отношение расчетной высоты стенки
hef= hw к толщинеtw (гибкость стенки) определяется в зависимости от значения коэффициента = (– 1)/, характеризующего распределение напряжений по сечению, где – наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком «плюс», и 1– соответствующее напряжение у противоположной расчетной границы стенки.
Определяем (при yc= yp= hw/2 = 65 / 2 = 32,5 см):
= N2/A + Mxyc/Ix= 479,3 / 205,8 + 114460 32,5 / 184684,19 = 22,47 кН/см2;
1= N2/A – Mxyр/Ix = 479,3 / 205,8 – 114460 32,5 / 184684,19 = – 17,81 кН/см2;
= [22,47 – (– 17, 81)] / 22,47 = 1,79.
При 0,5 отношение hef/tw не должно превышать значений
, где значения uw определяются по табл. 4.2.При относительном эксцентриситетеmx= 9,32 > 1 и условной гибкости
х = 2,14 > 2,0 предельная гибкость стенки определяется по формуле hef/tw= 1,2 + 0,35
= 1,2 + 0,35 2,14 При 1 предельная гибкость стенки вычисляем по формуле
но не более 3,8
= 3,8 = 111,34,где = 1,4(2 – 1)/= 1,4 (2 1,79 – 1) 1,73 / 22,47 = 0,28,
здесь = Q/(twhw)= 112,6 / (1 65) = 1,73 кН/см2 – среднее касательное напряжение в рассматриваемом сечении.
При 0,5 < < 1 предельная гибкость определяется линейной интерполяцией между значениями, вычисленными при = 1 и = 0,5.
Сравниваем (при = 1,79 > 1):
hef/tw= 65 / 1 = 65 < 111,34.
Стенка отвечает требованиям устойчивости.
В случае недостаточной жесткости стенки (hef/twпревышает критическое значение) увеличивают толщину стенки
tw или стенка укрепляется парным или односторонним ребрами жесткости с моментом инерции ребра Isl6heftw3 , расположенным посредине стенки. Наиболее нагруженную часть стенки между полкой и осью ребра рассматривают как самостоятельную пластинку и производят соответствующую проверку.
При расположении ребра с одной стороны его момент инерции вычисляется относительно оси, совмещенной с ближайшей гранью стенки.
Продольные ребра жесткости следует включать в расчетное сечение колонны.
Минимальные размеры выступающей части продольных ребер жесткости bh принимаются:
– для парного симметричного ребра не менее hef/30 + 40 мм;
– для одностороннего ребра не менее hef/24 + 50 мм.
Толщина ребра tsпринимается из условия его устойчивости не менее 2bh
.Укрепление стенки продольными ребрами жесткости целесообразно при большой высоте сечения колонны (свыше 1000 мм).
В случаях, когда фактическое значение hef/tw превышает предельные значения, допускается использование закритической работы стенки, так как переход стенки в критическое состояние еще не означает потерю устойчивости стержня. В этом случае неустойчивая часть стенки выключается из работы и в расчетное сечение колонны при расчетах на устойчивость вместо площади А следует принимать значениеA′. В состав рабочего сечения стенки включается два крайних устойчивых ее участка, непосредственно примыкающие к полкам шириной с = 0,65tw
(рис. 8.4).
Рис. 8.4. Расчетное сечение колонны
Для двутаврового сечения при внецентренном сжатии
A′= А – (hw– 2с) tw.
Исключение части стенки из расчетного сечения учитывается только при определении площади A′; все прочие геометрические характеристики определяются для целого сечения.
Стенку колонны приhef/tw 2,3
следует укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии (2,5 – 3)hef одно от другого; на каждом отправном элементе должно быть не менее двух ребер.Сварные швы, соединяющие стенку с полками, назначаются непрерывными с минимальным катетом шва и принимаются в зависимости от толщины наиболее толстого свариваемого элемента для уменьшения влияния возможных непроваров по табл. 3.5.
8.4. Компоновка сечения и расчет подкрановой части
колонны
Пример 3. Подобрать сечение сквозной внецентренно-сжатой колонны, состоящей из двух ветвей в виде двутавров, соединенных между собой решеткой в двух плоскостях по граням ветвей (см. рис. 8.1).
8.4.1. Определение расчетных длин подкрановой части колонны
Расчетные длинынаходим с помощью следующих зависимостей:
– в плоскости действия момента (относительно оси х-х)
lx1= 1 l1 = 214,1 = 28,2 м,
где 1 = 2 – коэффициент расчетной длины, принимаемый по табл. 8.1;
– в плоскости, перпендикулярной действию момента (относительно оси у-у), расчетная длина принимается равной расстоянию между точками закрепления колонны от смещения (такими точками являются низ базы колонны, нижний пояс и тормозная конструкция подкрановой балки, промежуточные распорки между колоннами)
lу1= 0,8l1 = 0,8 14,1 = 11,28 м,
где 0,8 – коэффициент, учитывающий защемление ветвей колонны в фундаменте в уровне его верха.
Несущая способность подкрановой части колонны определяется допускаемой продольной силой в ветвях, для которых расчетные длины принимаются равными:
– в плоскости действия момента (относительно осей х1-х1 и х2-х2) –расстоянию между узлами решетки
lхв1=lв1 и lхв2 = lв2;
– в плоскости, перпендикулярной действию момента (относительно оси у-у), – геометрической длине ветви, умноженной на коэффициент 0,8:
lув1 = 0,8l1 = 0,8 14,1 = 11,28 м,lув2 = 0,8 (l1 + hб),
при этом геометрическая длина подкрановой ветви принимается равной расстоянию от низа базы до низа подкрановой балки l1, геометрическая длина наружной ветви – от низа базы до тормозной конструкции в уровне верха подкрановой балки (l1 + hб).
При постановке распорок между наружными ветвями колонны в уровне низа подкрановых балок (при грузоподъемности кранов 80 т и более) геометрическая длина наружной ветви принимается равной расстоянию от низа базы до распорки (низа подкрановой балки) l1:
lув2= 0,8l1= 0,8 14,1 = 11,28 м.
При наличии промежуточных распорок между колоннами расчетные длины их ветвей из плоскостей рамы соответственно уменьшаются.
8.4.2. Подбор сечения ветвей колонны
Подбор сечения сквозной подкрановой части колонны начинается с определения усилий в ветвях колонны. Для каждой ветви принимается комбинация из продольной силы N и изгибающего момента М, догружающего соответствующую ветвь (см. рис. 8.3):
– для расчета подкрановой ветви
N1= – 2468,1 кН и M1 = – 1112,7 кНм;
– для расчета наружной ветви
N2 = – 2473,5 кН и M2 = + 1589,4 кНм.
Вычисляем наибольшие сжимающие усилия в ветвях колонны, величина которых ориентировочно определяется по формулам:
– в подкрановой ветви
Nв1 = N1/2 + M1 /hо = 2468,1 / 2 + 1112,7 / 1,1 = 2245,6 кН;
– в наружной ветви
Nв2= N2/2 + M2/hо = 2473,5 / 2 + 1589,4 / 1,1 = 2681,7 кН,
где hо = hн – z0= 1250 – 150 = 1100 мм; zо= b2/2 (предварительно принимается 100 – 200 мм).
При определении сжимающего усилия в ветвях принимаются абсолютные значения