Расчет анкерных болтов крепления подкрановой ветви

Расчетные значения изгибающего момента и нормальной силы, действующие в уровне верхнего обреза фундамента в соответствии с табл.:

N_min= - 378 кН, M= - 628 кНм.

Требуемая площадь сечения нетто анкерных болтов, устанавливаемых в базе одной (подкрановой) ветви колонны, определится из выражения:

Σ A_bn=M - Ny₂/ h₀·R_ba=62800-378·43,9/9405·22,5=21,85см²

где R_ba=22,5кН/см²– расчетное сопротивление растяжению анкерных(фундаментных) болтов из стали С235 по ГОСТ535-88 (табл. 60[1])

Площадь поверхности сечения одного болта составит:

A_bn_,1=Σ A_bn/n=21,85/2=10,925 см²

где n=2 – принятое число анкерных болтов в базе одной ветви.

В соответствии с табл. 62[1] принимаем анкерные болты диаметром d=42 мм, для которых A_bn_,1=11,2 см²>10,925 см²

Минимальная глубина заделки болта в бетоне l=1,5 м по табл. 4.17[1]

Усилие в анкерных болтах наружной ветви меньше. Из конструктивных соображений принимаем такие же болты.

База колонны

Плитка под анкерные болты

Плитка под анкерные болты работает на изгиб как свободно лежащая на траверсах балка, нагруженная по середине пролета сосредоточенной силой:

z_a=M-Ny₂/2h_o=628·100-378·43,9/2·9405=245,78 кН.

Просвет между траверсами составляет b_o=312 мм.

Максимальный изгибающий момент в плитке:

M_pl=z_ab_o/4=245,78·31,2/4=1917,1кН·см.

Требуемый момент сопротивления плитки:

W_r_,_pl =M_pl /R_yγ_c=1917,1/31,5·1,0=60,86 см³.

Назначаем сечение анкерной плитки b x t =200х50 (мм) с отверстием диаметром d_o=45 мм под болт d=42мм.

Фактический момент сопротивления плитки:

W_n,pl =(b-d_o)t² /6=(20-4,5)5,0²/6=67,08 см³ >W_r,pl = 60,86 см³.

Напряжение в плитке по ослабленному сечению составит:

кН/см² кН/см²

Статический расчет ригеля.

Определим вертикальные узловые нагрузки от постоянной нагрузки и снега.

Получим

F_1q=q·d/cosα=19,55·3=58,65 кН;

где d=3м – длина панели верхнего пояса типовой фермы.

F_S=q_s·d=19,44·3=58,32 кН.

Определим нагрузочные рамные моменты на ригель. Наибольший отрицательный момент слева M_B=-528кН·м, получился при загружениях 1,2,3,5,8. При этой же комбинации нагрузок справа получим M_BI=-326кН·м

Горизонтальные усилия от рамных моментов будут равны:

слева- F_1h=M_B/h1rt’=-528/3,05=-173,1 кН;

справа- F_2h=M_BI/h_1rt’=-326/3,05=-106,9 кН.

Здесь h_1rt’ =3,05м – приближенное расстояние в осях фермы на опоре(в обушках поясов по типовой серии h_1rt =3,15м).

Усилия в стержнях фермы определим графическим методом или методом вырезания узлов.

В силу симметрии узловых нагрузок диаграммы усилий строим на половину стержней фермы. Диаграмму усилий от единичной пары сил F_h=1 построим для всех стержней фермы.

Элементы фермы

Стержни

Верт. узловые нагрузки

Горизонтальные силы

Комбинации нагруз.

Расчетные усилия

F=1 кН

F_1q= 58,65кН

F_S=58,32 кН

F_h=1 кН

фактич.

сумма от гориз. сил

1,0

0,9

слева

справа

F_1h=-173,1 кН

F_2h=-106,9 кН

Верхний пояс

в-1

-1,000

+173

4,11

+173

в-2

-8,624

-506

-503

-453

-0,802

-0,198

+139

+86

+225

4,5

-1009

в-3

-8,624

-506

-503

-453

-0,802

-0,198

+139

+86

+225

4,5

-1009

в-4

-13,599

-798

-793

-714

-0,597

-0,403

+103

+64

+167

4,5

-1591

в-5

-13,599

-798

-793

-714

-0,597

-0,403

+103

+64

+167

4,5

-1591

Нижний пояс

н-1

+4,643

+272

+271

+244

0,904

0,096

-157

-97

-254

4,5

+543

н-2

+11,608

+681

+677

+609

0,699

0,289

-121

-75

-196

4,5

+1358

н-3

+14,595

+856

+851

+766

0,494

-86

-53

-172

4,5

+1707

Раскосы

р-1

-6,824

-400

-398

-358

0,141

-0,141

-24

-15

-39

4,5

-798

р-2

+5,643

+331

+329

+296

-0,145

0,145

+25

+16

+41

4,5

+660

р-3

-4,232

-248

-247

-222

0,145

-0,145

-25

-16

-41

4,5

-495

р-4

+2,821

+165

+149

-0,145

0,145

+25

+16

+41

4,5

+330

р-5

-1,414

-83

-82

-74

0,145

-0,145

-25

-16

-41

4,6,11

-198

Стойки

3-4

-1,0

-59

-58

-52

4,5

-117

6-7

-1,0

-59

-58

-52

4,5

-117

Таблица 6. Расчетные усилия в стержнях фермы

Проверка сечения стержней фермы

Элементы

Сечение

Расчетное усилие, кН

Площадь А, см²

№ стержня

l_x/l_y

i_x/i_y

l_x/l_y

[l]

j_min

g_c

Проверка сечений

R_y, кН/см²

Марка стали

растяжение

сжатие

N/A£Rg

N/jA£Rg

Верхний пояс

2L50х5

+173

9,6

в-1

240/300

1,53/2,45

157/122

250

0,95

18,0

23,75

С255

2L140х10

-1009

54,6

в-2

240/300

4,33/6,12

55/49

120

0,829

0,95

22,3

23,75

С255

2L140х10

-1009

54,6

в-3

240/300

4,33/6,12

55/49

120

0,829

0,95

22,3

23,75

С255

2L180х12

-1591

84,4

в-4

240/300

5,59/7,83

43/38

120

0,881

0,95

21,4

23,75

С255

2L180х12

-1591

84,4

в-5

240/300

5,59/7,83

43/38

120

0,881

0,95

21,4

23,75

С255

Нижний пояс

2L90х7

+543

24,6

н-1

240/300

2,77/4,13

87/73

250

0,95

22,1

23,75

С255

2L140х12

+1358

65,0

н-2

240/300

4,31/6,15

56/49

250

0,95

20,9

23,75

С255

2L160х12

+1707

74,8

н-3

240/300

4,94/7,02

49/43

250

0,95

22,8

23,75

С255

Раскосы

2L125х10

-798

48,6

р-1

213/427

3,86/5,48

55/78

120

0,7

0,95

23,5

23,75

С255

2L90х8

+660

27,8

р-2

342/427

2,76/4,08

124/105

300

0,95

23,7

23,75

С255

2L125х8

-495

39,4

р-3

342/427

3,87/5,46

88/78

150

0,63

0,8

19,9

С255

2L70х6

+330

16,3

р-4

342/427

2,15/3,25

159/131

300

0,95

20,2

23,75

С255

2L90х7

-198

24,6

р-5

342/427

2,77/4,06

123/105

150

0,403

0,8

19,9

С255

Стойки

2L70х6

-117

16,3

с-1

244/305

2,15/3,25

113/94

150

0,46

0,8

15,6

С255

2L70х6

-117

16,3

с-2

244/305

2,15/3,25

113/94

150

0,46

0,8

15,6

С255

Таблица 7. Таблица проверки сечений стержней фермы

7. Список литературы

1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования.-М.:Стройиздат,1990.

2. СНиП 3.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования.-М.:Стройиздат,1990.

3. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/Е.И. Беленя, В.А. Балдин, Г.С. Ведеников и др.; Под общ. Ред. Е.И. Беленя.6-е изд., перераб. и доп. - М.:Стройиздат,1985.-560с., ил.

4. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/Г.С. Ведеников, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.; Под общ. Ред. Г.С. Веденикова.7-е изд., перерб. и доп. - М.:Стройиздат,1998.-760с.: ил.

5. Методические указания для ст-тов з/о специальности 290300 ПГС. Авт.Пестряков В.П. и Е.В. Житянная «Компоновка и статический расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания.»

6. Методические указания для студентов з/о специальности 290300 ПГС. Авт. Е.В. Житянная «Конструктивный расчёт колонны одноэтажного промышленного здания.»

7. Методические указания для студентов з/о специальности 290300 ПГС. Авт. Колесов А.И. и Поликарпов «Металлическая стропильная ферма покрытия одноэтажного промышленного здания. Проектирование на стадии КМД.»