Название: Подбор сечения нижней части колонны
Вид работы: лабораторная работа
Рубрика: Промышленность и производство
Размер файла: 51.93 Kb
Скачать файл: referat.me-298228.docx
Краткое описание работы: Практический конструкторский расчет подбора сечения нижней части колонны: проверка устойчивости ветвей и расчет решетки подкрановой колоны. Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня и конструирование узла сопряжения.
Подбор сечения нижней части колонны
Подбор сечения нижней части колонны
Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения hH =1500 мм. Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополочного двутавра, наружную - составного сварного сечения из трех листов.
Определим ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем z=5см; h0 =h—z0 =150-5=145 см;
Усилия в ветвях
В подкрановой ветви Nв1 = 1788×63/145+93800/145=1424 кН.
В наружной ветви Nв2 =1845×82/145+122700/145=1890 кН.
Oпределяем требуемую площадь ветвей и назначаем сечение.
Для подкрановой ветви Aв1 =Nв1 /φRγ; задаемся φ=0,80; R=240МПа=24кН/см2 (сталь С245), тогда Aв1 =1424/0,80×24=74,2 см2 .
По сортаменту подбираем двутавр 45Б1;
Aв1 =74,6 см2 ; ix 1 =3,79 см; iy = 18,2 см.
Для наружной ветви Aв2 =Nв2 /φRγ =1890/0,8×24=98,5см2
Для удобства прикрепления элементов решетки просвет между внутренними гранями полок принимаем таким же, как в подкрановой ветви (423 мм). Толщину стенки швеллера tст для удобства ее соединения встык с полкой надкрановой части колонны принимаем равной 12 мм; высота стенки из условия размещения сварных швов hст = 460 мм.
Требуемая площадь полок
Из условия местной устойчивости полки швеллера
bп
/tп
<(0,38 + 0,08λ)=15. Принимаем bп
=18см; tп
=1,4см; Ап
=25,2см2
.
Геометрические характеристики ветви:
×
Уточняем положение центра тяжести сечения колонны:
Отличие от первоначально принятых размеров мало, поэтому усилия в ветвях не пересчитываем.
Проверка устойчивости ветвей:
из плоскости рамы (относительно оси y— y ) ly =1130 см.
Подкрановая ветвь:
Наружная ветвь:
Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки: λx 1 =lb 1 /ix 1 =λ=65 lb 1 =65ix 1 =65× 3,79=246 см.
Принимаем lb 1 =220 см, разделив нижнюю часть колонны на целое число панелей. Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы (относительно осей х1 —x1 и х2 —x2 ).
Для подкрановой ветви
Для наружной ветви
Расчет решетки подкрановой части колонны.
Поперечная сила в сечении колонны Qmax =197.4кН.
Qусл =0,2×А=0,2×(74,6+105,6)=36кН<Qmax =197.4кН
Расчет решетки проводим на Qmax .Усилие сжатия в раскосе
α=53° (угол наклона раскоса). Задаемся λр = 100; φ=0,56.
Требуемая площадь раскоса
γ=0,75(сжатый уголок, прикрепляемый одной полкой).
Принимаем └ 90х7
АР =12,3см2 ; imin =1,78; λmax =lp /imin =220/1,78=105; lp =hH /sinα=150/0.8=187.5
φ=0,54
Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня Геометрические характеристики всего сечения:
Коэффициент α1
зависит от угла наклона раскосов; при α=45...60° можно принять α1
=27, Ap
1
=2Ap
=2×12,3=24,6 см2
—площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны;
Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь (сечение 4-4), N2 =1845 кН; М2 =1227 кН×м;
Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сечение 3-3), N1 =938 кН; М1 = 1788 кН×м;
Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.
Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:
1) M=+375 кН×м; N=164 кН;
2) M=-197,5 кН×м; N=344 кН;
Давление кранов Dmax =1564 кН.
Прочность стыкового шва проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны.
1-я комбинация М и N;
наружная полка
внутренняя полка
2-я комбинация М и N;
наружная полка
внутренняя полка
Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия по формуле:
Принимаем tтр =1,4см.
Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация)
Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы ( l ш2 )
Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d=l,4...2 ми, βш=0,9; βс=1,05. Назначаем kw ==4 мм; γyw CB =γyc CB =1; Ryw CB =180 МПа==18 кН/см2 ; Ryc CB = 165 МПа = 16,5 кН/см2 ;
В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы. Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви ( l шЗ ) составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы. Такой комбинацией будет сочетание 1, 2, 5*, N=380кН, M=-219.5кН×м. Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация)
Коэффициент 0,9 учитывает, что усилия M и N приняты для 2-ого
основного сочетания нагрузок. Требуемая длина шва
Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы hтр :
tCT . B =7.6мм – Толщина стенки 45Б1; Rср =14 кН/см2 – Расчетное сопротивление срезу. Принимаю hтр =80см.
Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M и DMAX .Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 420х12мм, верхнее горизонтальное ребро из двух листов 180х12мм. Найдем геометрические характеристики траверсы. Положение центра тяжести траверсы:
Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает при 2-й комбинации усилий:
Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов:
Коэффициент k=1,2 учитывает неравномерную передачу кранового усилия.
Расчет и конструирование базы колонны.
Ширина нижней части колонны превышает 1 м, поэтому проектируем базу раздельного типа.
Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):
1) M=1227 кН×м; N=1845 кН (для расчета базы наружной ветви);
2) М=-560 кН×м; N =221 кН (для расчета базы подкрановой ветви).
База наружной ветви. Требуемая площадь плиты
По конструктивным соображениям свес плиты c2 должен быть не менее 4см._ТогдаB>bк +2с2 =45,1+2×4=53,1см,_принимаемB=55см; Lтp =Aпл.тp /B=2100/55=38,2см, принимаем L==40 см;
Aпл.Факт =40×55=2200 cм2 >Aпл.тp
Среднее напряжение в бетоне под плитой
Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно: 2(bn +tct -Zo)= =2×(18+1,4-5)=28,8см.
при толщине траверсы 12 мм c1 =(40-28,8-2×1,2)/2=4,4 см.
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты
участок 1 (консольный свес с=с1 =4,4см)
участок 2 (консольный свес с=c2 =5 см)
участок 3 (плита опертая на четыре стороны b/a=42,3/18=2,35>2; α=0,125)
M3 =ασф a2 =0,125×0,864×182 =35кН×см
участок 4 (плита опертая на четыре стороны b/a=42,3/8,2=5,16>2; α=0,125); M4 =ασф a2 =0,125×0,864×8,22 =7,26кН×см
Принимаем для расчета Мmax =Мз =35 кН×см
Требуемая толщина плиты:
Принимаем tпл =32 мм (2 мм — припуск на фрезеровку).
Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилие в ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d=l,4...2 мм; kш = 8 мм. Требуемая длина шва определяется по формуле
Принимаем htp =40 см.
Похожие работы
-
Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания
Исходные данные на проектирование стальной балочной клетки. Расчет стальной балочной клетки. Проектирование главной составной сварной балки. Проверка устойчивости полки и стенки колонны.
-
Рассчитать основные размеры бражной колонны
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра органической химии и пищевой технологии
-
Расчет и проектирование ректификационной колонны насадочного типа
Расчет и проектирование колонны ректификации для разделения смеси этанол-вода, поступающей в количестве 10 тонн в час. Материальный баланс. Определение скорости пара и диаметра колонны. Расчёт высоты насадки и расчёт ее гидравлического сопротивления.
-
Расчет ректификационной колонны
Ректификационная колонна непрерывного действия с ситчатыми тарелками, расчет материального баланса. Дистиллят, кубовый остаток и мольный расход питания. Гидравлический расчет тарелок. Число тарелок и высота колонны. Длина пути жидкости на тарелке.
-
Рабочая площадка промышленного здания
Содержание Исходные данные. Разработка схемы балочной клетки Сбор нагрузок на 1 м2 настила Расчет балки настила Расчет главной балки Расчет прикрепления балки настила к главной балке
-
Проектирование металлической балочной площадки
Схема балочной клетки нормального типа. Расчёт балки настила. Схема балочной клетки усложнённого типа. Подбор сечения, момент инерции, погонная расчётная и нормативная нагрузка. Расчёт второстепенной балки. Момент сопротивления сечения.
-
Сварная колонна
Проектирование сварной ступенчатой колонны промышленного одноэтажного здания для поддержания кровли и подкрановых путей, закреплена к фундаментальной опоре болтами жестко. Расчет верхней и нижней части колонны. Расчет и конструирование узлов колонны.
-
Колонна сплошного сечения К7
Назначение и описание конструкции. Выбор и обоснование материалов. Расчет и конструирование стержня колонны. Подбор сечения стержня колонны. Проверка подобранного сечения. Расчет и конструирование оголовка колонны.
-
Роторы
Назначение, основные параметры, устройство роторов. Роторное бурение. Условия работы ротора влияют и изменения нагрузки на долото. Отечественные буровые установки. Упругие колебания. Вращение бурильной колонны. Преодоление сопротивления. Схема ротора.
-
Насадочные абсорберы
Насадочные абсорберы представляют собой колонны, загруженные насадкой из тел различной формы (кольца, кусковой материал деревянные решетки и т.д.).