Есепті ригельдің қаттылығын есепке алмай жүргіземіз

Канондық теңдеу:

Иілуші моменттердің эпюрасын құрамыз:

 

1. Жоғарғы тіректің жылжуы бойнша:

,

 

2. Берілген жүктеме бойынша:

кНм

кНм

кНм

Өтіс коэффициентін табамыз: ,

Сонда:

кНм

кНм

кНм

 

 

Канондық теңдеудің коэффициенттерін анықтаймыз:

 

 

Канондық теңдеу мынаған тең:

,

Жел жүктемесі блоктың барлық рамасына әсер етеді, сондықтан тең.

Онда раманың жылжуы төмендегідей болады: ,

Сонда қаңқаның кеңістіктік жұмысымен қоса алғандағы раманың жылжуынан болатын иілуші моменттер:

кНм, кНм

кНм

 

Иілуші моменттердің суммарлық мәні:

кНм

кНм

кНм

кНм

кНм

кНм

 

Рамадағы көлденең күштердің эпюрасын құрамыз:

,

 

,

,

,

 

 

Бойлық күштер 0-ге тең.

 


7. Рама қималарындағы жүктемелердің есептік күштері мен комбинациясының кестесі

 

3-кесте. Жүктемелердің есепті күштері мен ауытқулары

Жүкте-мелер-дің атауы Иілуші моменттердің эпюрасы Жүктеу номері Жүктеу коэффиц. Кранүсті бөлігінің қимасы Кранасты бөлігінің қимасы Q, кН
1-1 2-2 3-3 4-4
М, кНм N, кН М, кНм N, кН М, кНм N, кН М, кНм N, кН
Тұрақ-ты -75,13 786,8 429,46 846,5 -261,7 911,5 23,31 1091,96 785,3
Қардың -90,89 141,15 141,15 -12,82 141,15 118,38 141,15 148,03
0,9 -81,8 127,04 5,4 127,04 -11,54 5,4 106,54 127,04 133,23
А қатары-ның бағана-сындағы Dmax -98,56 - - -316,65 913,21 40,14 913,21 -
0,9 -88,7 - 286,2 - -285 821,9 36,13 821,9 -
Б қатары-ның бағана-сындағы Dmax 39,38 - -132,08 - 13,40 305,58 -11,67 305,58 -
0,9 35,44 - -118,87 - 12,06 275,02 10,5 275,02 -

 


А қатары-ның бағана-сындағы Т -193,74 - 193,05 - 193,05 - 178,58 - 39,94
0,9 -174,37 - 173,75 - 173,75 - 160,72 - 35,95
Б қатары-ның бағана-сындағы Т 56,51 - -28,7 - -28,7 - -156,5 - -
0,9 50,86 - 25,8 - 25,8 - -140,9 - -
Сол жақтан соғатын жел, А қатарын-дағы бағана 151,8 - 74,71 - 74,71 - -543,7 - 46,46
0,9 136,62 - 67,24 - 67,24 - -489,3 - 41,8
Сол жақтан соғатын жел, Б қатарын-дағы бағана -160,61 - 77,66 - 77,66 - 528,96 - 40,37
0,9 -144,55 - 69,89 - 69,89 - 476,06 - 36,33
Mmax, Nсоотв. 34,25 913,84 706,17 987,65 -2,53 916,9 360,41 2146,3  
0,9 30,83 822,46 635,56 888,9 -2,28 825,21 324,37 1931,7  
Mmin, Nсоотв. -456,32 927,95 -88,14 973,54 -523,9 1965,9 -38,32 1524,6  
0,9 -410,69 835,16 -79,33 876,19 -471,5 1769,3 -34,5 1372,1  
Nmax, Mсоотв. -166,02 927,95 435,5 987,65 -578,4 1824,7 63,45 2005,2  
0,9 -149,42 835,16 391,95 888,9 -520,6 1642,2 57,11 1804,7  

ІІІ Бөлім.Өндірістік ғимараттың сатылы бағананысының есебі.

 

1. Қажетті параметрлер

Бірөткінді өндірістік ғимараттың бағанасының жоғарғы және төменгі бөліктерінің қимасын таңдау керек. Есепті күштерді 3-кестеден аламыз.

Бағананың жоғарғы бөлігі үшін 2-2 қима: М=391,95 кН*м, N=888,9 кН.

Бағананың төменгі бөлігі үшін 3-3 қима: M=520,6 кН*м, N=1642,2 кН.

4-4 қима бойынша: M=57,11 кН*м, N=1804,7 кН, Q=36,33 кН.

Бағана материалы –болат С-245 Ry=245 МПа, прокат қалыңдығы t=10…20мм,

Іргетас бетонының маркасы М200.

Бағананың жоғарғы және төменгі бөліктерінің қаттылығының қатынасы Jв/Jн=0,27/1,43=0,19

 

2. Бағананың есепті ұзындығын анықтау

Рама жазықтығындағы бағананың жоғарғы және төменгі бөліктерінің есепті ұзындығын мына формулалар арқылы анықтаймыз: lx1=μ1 l1 и lx2=μ2 l2

Hв/Hн=l2/l1=7,8/14,0=0,5<0,6 және Nн/Nв=1804,7/888,9=2£3 тең, сондықтан, m1=1,6;

m2=2,5деп қабылдаймыз.

Онда бағананың төменгі бөлігі үшін: lx1=m1*l1=1,6*1400=2240 см;

Ал жоғарғысы үшін: lx2=m2*l2=2,5*780=1950 см.

Рама жазықтығынан алғандағы бағананың жоғарғы және төменгі бөліктері үшін есепті ұзындығы мынаған тең: lу1=НH=1400 см; lу2=Hв-hб=780-75=705 см.

 

3. Бағананың жоғарғы бөлігінің қимасын таңдау

Бағананың жоғарғы бөлігінің қимасын биіктігі hв =450мм қос таврлы ретінде қабылдаймыз.

Қажетті қима ауданын формула арқылы анықтаймыз .

Симметриялы қоставр үшін: Инерция радиусы ix≈0,42*h=0,42*45=18,9см.

Ядролық арақашықтығы ρx≈0,35*h=0,35*45≈15,75 см;

Қатысты иілімдігі

Қатысты эксцентриситеті

η коэффициентінің мәнін 10 /1/ қосымша бойынша анықтаймыз. Aп/Аст=1 деп қабылдаймыз, сонда: η=(1,9—0,1*mx)-0,02* (6-mx)* x=(1,90-0,1* 2,8)-0,02* (6 –2,8)*3,56=1,28;

m1x=η* mx=1,28* 2,8=3,58 тең.

8 /1/ қосымша бойынша x=3,56 және m1x=3,58, онда φвн=0,198 тең;

Қима компоновкасы:

Қабырға биіктігіhст=hв—2*tп=45-2*1,4=42,2 см (текшелердің қалыңдығын tп=1,4 см тең деп аламыз). 14.2 /1/кесте бойынша m>1 және >0,8 тең.

tст≥42,2/77,7=0,54 см.

tст=1,0 см деп қабылдаймыз.

Бағана қимасының есептік ауданына екі шеткі қабырға учаскесінің енін қосамыз

Текшенің қажетті ауданы:

Тұрақтылық талаптары бойынша момент әсерінің жазықтығынан алғандағы бағананың жоғарғы бөлігінің текшесінің ені bп≥ly2/20.

Жергілікті тұрақтылық талаптары бойынша текше формула бойынша анықталады:

,

Мұнда, bcв=(bп—tcт)/2. bп=42 см; tп=2,1 см деп қабылдаймыз;

Aп=42* 2,1=88,2 см2>Aп.тр=66,95 см2;

bп>(1/20)ly2=705/20=35,25 см;

bсв/tп=(42-1)/(2*2,1)=9,8<20,8.

Қиаманың геометриялық сипаттамасы.

Қиманың толық ауданы

Aо=2*42*2,1+1,0* 41,8=218,2 см2;

Қабырғаның тек тұрақты бөлігін есепке алғандағы қиманың есепті ауданы:

;

х-х осіне қатысты қиманың инерция моменті:

y-y осіне қатысты қиманың инерция моменті: ;

Кедергі моменті: Wx=IX/0,5*h= 87248/0,5*45=3878 см3;

Ядровое расстояние ρx=Wx/Ao =3878/218,2=17,77 см;

Инерция радиустары: ; .

Момент әсерінің жазықтығындағы бағананың жоғарғы бөлігінің тұрақтылығын тексереміз.

Момент әсерінің жазықтығындағы бағананың иілгіштігі: x=lx2/ix= 1950/20=97,5

Қажетті иілгіштігі x= x* =97,5* =3,36

Қатысты эксцентриситеті mх =Mх/(N* ρх)=39195/ (888,9* 17,77) =2,48, Aп/Аст=2,1*42/(1,0 *41,8)=2,11

η форманың әсер ету коэффициентінің мәнін 10 /1/ қосымша боынша анықтаймыз, Aп/Аст=2,11

η=1,8-0,02* (5-mx)* x=1,8-0,02* (5 – 2,48)*3,36=1,63;

Приведенный относительный эксцентриситет mix= η* mх=1,63*2,48=4,04

8 /1/ бойынша φвн=0,217 анықтаймыз.

Қимадағы кернеу: ;

Жеткіліксіз кернеу: (24,5-18,1/24,5)*100≈4,9%<5%;

Момент әсерінің жазықтығынан алғандағы бағананың жоғарғы бөлігінің тұрақтылығын тексереміз.

Мына формула бойынша , У=lу2/iу= 705/7,2=90,9.

φу=0,542 тең 7 /1/ қосымша бойынша;

mx анықтау үшін стерженьнің есепті ұзындығының 1/3-нен максимальды моментті анықтаймыз:

;

Модуль бойынша Mx≥Mmax/2=391,95/2=195,98 кНм;

mх =Mх*А /(N* Wx)=11810*218,2/(888,9*3878) =0,75

≤5бұл жағдайда коэффициент с=β/(1+α* mх) тең. Мәндері β=1; α=0,7тең, 11 /1/ қосымша бойынша анықтаймыз. с=1/(1+0,7*0,75)=0,656

hст/tст=41,8/1,0=41,8<3,8* = 3,8* =110,19 тең, онда момент әсерінің жазықтығынан алғандағы бағананың тұрақтылығын қиманың барлық ауданын есепке ала отыра тексереміз, .

 

 

4. Бағананың төменгі бөлігінің қимасын таңдау

Бағананың төменгі бөлігінің қиамсы өткінді және тормен байланысқан екі тармақтан тұрады. Қима биіктігі hн=1000 мм. Бағананың кранасты тармағын кең текшелі қос таврдан, ал сыртқы құрамалы дәнекерлі қиманы үш қабаттан аламыз.

Ауырлық центрінің орналасуын анықтаймыз. zo=5 см; ho=h-zo=100-5=95 см деп қабылдаймыз. Бағана тармақтарының ауырлық центрлерінің арақашықтықтарын анықтаймыз:

у2=ho-у1=95-9,4=85,6 см.

Тармақтардағы күштерді анықтаймыз.

Кранасты тармағында:

Сыртқы тармақта:

Тармақтың қажетті ауданын анықтаймыз және қимасын тағайындаймыз.

Кранасты тармағы үшін Aв1=Nв1/φ* R*γ; φ=0,80 деп қабылдаймыз;

R=225 МПа=22,5 кН/см2 (болат маркасы С235, фасонды прокат),

Сонда Aв1=238,7/0,80·22,5=13,3 см2.

Текшелерінің қырлары параллель болып келетін қос таврды таңдаймыз 20Б1.

Aв1=25,7 см2; ix1=8,19 см; iy=2,22 см.

Сыртқы тармақ үшін Aв2=Nв2/φ* R*γ=2028/(0,8*21,5)=117,9см2 (R=21,5 кН/см2 прокат қабаты, қалыңдығы 20 мм дейін; φ=0,8).

Тор элементтерінің бекітілуі ыңғайлы болу үшін текшелердің ішкі қырларының аралығын 314 мм деп қабылдаймыз. Швеллер қабырғасының қалыңдығын tст, бағананың кранүсті бөлігінің текшесімен байланысуы ыңғайлы болуы үшін 20 мм, ал қабырға биіктігін, дәнекерленуші жіктерді орналастыру талаптарына байланысты hст=355 мм деп қабылдаймыз.

Текшелердің қажетті ауданы: Aп=(Aв2-tст *hст)/2=(117,9-35,5*2,0)/2=23,5 см2.

Швеллер текшесінің жергілікті тұрақтылық талаптарына байланысты

, tп=1,8 см; hп=18см.

Aп=1,8*18=32,4 см2

Тармақтың геометриялық сипаттамасы.

Тармақ қимасының ауданы Ав2=(1,8*35,5+2 *32,4)=128,7 см2;

Тармақтың ауырлық центріне дейінгі арақашықтық

Тармақтың оське қатысты инерция моменттері мен радиустары

Бағана қимасының ауырлық центрінің орналасуын тексереміз: ho= hh -zo=100-5,9=94,1 см;

y1=Aв2·hо/(Aв1+ Aв2)=128,7 *94,1/(25,7+128,7)=78,4 см; y2=94,1-78,4=15,7 см.

Бірінші қабылдаған өлшемдермен салыстырғанда айырмашылық бар, сондықтан тармақтардағы күштерді қайта есептейміз:

Кранасты тармағында

Сыртқы тармақта

Тармақтың тұрақтылығын тексереміз

Рама жазықтығынан алғанда (у—у осіне қатысты) ly=1400 см.

Кранасты тармақ: λy=ly/iy=1400/8,19=170; φy=0,687;

σ=Nв1/(φyAв1)=361,8/(0,687*25,7)=20,5 кН/см2; <R=22,5 кН/см2.

Сыртқы тармақ: λy=ly/iy=1400/12,7=110; φy=0,478;

σ=Nв2/(φyAв2)=1921,5/ (0,478* 128,7)=30 кH/cм2<R=21,5 кН/см2.

Кернеудің 30% артық болуы дұрыс емес, яғни тармақтың қимасы жеткіліксіз. Қиманы үлкейту үшін тармақ элементтерінің профильдерін үлкейтуге болады немесе бағананы кең етіп жасау қажет. Бағананың сыртқы тармақ қабатының қалыңдығын үлкейту тиімсіз, сондықтан бағананы кең етіп жасай отырып, кранасты тармақтың профилін үлкейтеміз.

Текшелерінің қырлары параллель болып келетін қос таврды таңдаймыз 26Б1.

Aв1=35,3 см2; ix1=10,7 см; iy=2,64 см, R=215 МПа=21,5 кН/см2 (болат маркасы С235, фасонды прокат).

Сыртқы тармақ үшін Aв2=Nв2/φ* R*γ=2028/(0,8*21,5)=117,9см2 (R=21,5 кН/см2 прокат қабаты, қалыңдығы 20 мм дейін; φ=0,8).

Тор элементтерінің бекітілуі ыңғайлы болу үшін текшелердің ішкі қырларының аралығын 356 мм деп қабылдаймыз. Швеллер қабырғасының қалыңдығын tст, бағананың кранүсті бөлігінің текшесімен байланысуы ыңғайлы болуы үшін 18 мм, ал қабырға биіктігін, дәнекерленуші жіктерді орналастыру талаптарына байланысты hст=400 мм деп қабылдаймыз.

Текшелердің қажетті ауданы: Aп=(Aв2-tст *hст)/2=(117,9-40*1,8)/2=23 см2.

Швеллер текшесінің жергілікті тұрақтылық талаптарына байланысты

tп=1,8 см; hп=18 см., Aп=1,8*18=32,4 см2

Тармақтың геометриялық сипаттамасы.

Тармақ қимасының ауданы Ав2=(1,8*40+2 *32,4)=136,8 см2;

Тармақтың ауырлық центріне дейінгі арақашықтық

Тармақтың оське қатысты инерция моменттері мен радиустары

Бағана қимасының ауырлық центрінің орналасуын тексереміз: ho= hh -zo=100-5,6=94,4 см;

y1=Aв2·hо/(Aв1+ Aв2)=136,9 *94,4/(35,3+136,9)=75 см, y2=94,4-75=19,4 см.

Бірінші қабылдаған өлшемдермен салыстырғанда айырмашылық бар, сондықтан тармақтардағы күштерді қайта есептейміз:

Кранасты тармағында

Сыртқы тармақта

Тармақтың тұрақтылығын тексереміз

Рама жазықтығынан алғанда (у—у осіне қатысты) ly=1400 см.

Кранасты тармақ:λy=ly/iy=1400/10,7=130,8; φy=0,744;

σ=Nв1/(φyAв1)=431/(0,744*35,3)=16,4 кН/см2; <R=21,5 кН/см2.

Сыртқы тармақ: λy=ly/iy=1400/14,4=97; φy=0,612;

σ=Nв2/(φyAв2)=1856/ (0,612* 136,8)=22,2 кH/cм2>R=21,5 кН/см2.

Кернеу 3,7% артық, бірақта тармақ қимасы жеткілікті болып саналады.

Рама жазықтығындағы және рама жазықтығынан алғандағы кранасты тармақтың тепе-теңдік талаптарына байланысты тор түйіндерінің қажетті арақашықтығын анықтаймыз:

λx1=lв1/ix1=λy=96,5; lв1=96,5*ix1=74,5*2,64 =254,8 см.

lв1=220 cм, бағананың төменгі бөлігінің панельдердің толық санына бөле отырып қабылдаймыз. Рама жазықтығындағы тармақтардың тұрақтылығын тексереміз (х1—х1 және х2—x2 осьтеріне қатысты).

Кранасты тармақ үшін λx1=220/2,64=83,3; φx=0,683;

σ=Nв1/(φ*Aв1)=431/(0,683*35,3)=17,9 кН/см2<R=21,5 кН/см2.

Сыртқы тармақ үшін: λx2=220 /6,1=36,1; φx=0,916;

σ=Nв2/(φx*Aв2)=1856/(0,916*136,8)=14,8 кН/см2<R=21,5 кН/см2.

Бағананың кранасты бөлігі торының есебі.

Бағана қимасындағы көлденең күш Qmax=36,33 кН.

Көлденең күш Qycл=7.15·10-6(2330—Е/R)(N/φ)

Qусл=0,2*A=0,2*(35,3+136,8)=34,42 кH<Qmax=36,33 кН.

Тор есебін Qmaх байланысты жүргіземіз.

Тіректегі сығылу күші: Np=Qmax/2*sin α=36,33/(2*0,67)=27 кН;

sin α=hн/lp=100/ 0,67; λр=100; φ=0,56.

Тіректің қажетті ауданы Ар.тр=Np/(φ*R*γ)=27/(0,56*22,5* 0,75)=2,86 см2;

R=225 МПa=22,5 кН/см2 (маркасы С235 болаттан дайындалған фасонды прокат);

γ=0,75 (бір текшеге бекітілетін сығылған бұрыш).

∟ 63*5, Ар=6,13 см²; imin=1,25 см; λmax=lp/imin=150/1,25=120; lp=hн/sin α=100/0,67=150 см; φ=0,276.

Тіректегі кернеу, σ=Np/(φ*Ар)=27/(0,276*6,13)=15,9 кН/см2<R·γ=22,5·0,75=16,9 кН/см2.

Момент әсері жазықтығындағы бағананың тұрақтылығын бір стержень ретінде тексереміз.

Толық қиманың геометриялық сипаттамасы: А=Ав1+Ав2=35,3+136,8=172,1 см2; Ix=Aв*y12+Aв2·y22=35,3*752+136,8*19,42=250049 см4; ix= 38,1см;

λх=lx1/ix=2240/38,1=58,8.

Келтірілген иілгіштігі: λпр= 62,9

α1 коэффициенті тіректің еңіс бұрышына байланысты, α1=34,5 деп қабылдауға болады, Ар1=2 *А=2*6,13=12,26 см2 бағана қимасының екі қыры бойынша тірек қимасының ауданы.

Сыртқы тармақты жүктейтін күштер комбинациясы үшін (4 – 4 қима), N=1804,7 кН; М=57,11 кН·м; ; φвн=0,827;

σ=N/(φвн·А)=1804,7/(0,827*172,1)=12,7 кН/см2<R=21,5 кН/см2.

Кранасты тармағын жүктейтін күштер комбинациясы үшін(3 – 3 қима), N=1642,2 кН;М=520,6

кН·м;

;

φвн=0,829;

σ=N/(φвн* А)=1642,2/(0,829* 172,1)=11,5 кН/см2<R=21,5 кН/см2.

 

Момент әсерінің жазықтығынан алғандағы өткінді бағананы бір стержень ретіндегі тұрақтылығын тексермеседе болады, өйткені жеке тармақтарды тексергенде қамтамасыз етілген.

 

 

5. Бағананың базасын есептеу және құрастыру

Бағананың төменгі бөлігінің қимасындағы есепті күштер комбинациясы:

1) М=57,11 кН·м, N=1804,7 кН (сыртқы тармақтың базасын есептеу үшін).

2) М=-34,5 кН·м, N=1372,1 кН (кранасты тармақтың базасын есептеу үшін).

Бағана тармақтарындағы күштерді анықтаймыз.

Кранасты тармақ:

Сыртқы тармақ: .

Сыртқы тармақтың базасы.

Плитаның қажетті ауданы: Апл.тр= Nв2/Rф=1494,3 /1,02=1465 см2

Rф=g ·Rв=1,2·0,85=1,02 кН /см2 (Бетон М200)

Конструктивті жағдайлар бойынша плитаның салмағы с2 4 см кем болмауы керек. Онда

В/bk+2·с2=39,2+2*4=47,2 см, В=48 см деп қабылдаймыз;

Lтр=Апл.тр/В=1465/48=30,5 см, L=35 см деп қабылдаймыз,

Апл.факт.=48*35=1680 см²$ Апл.тр=1465 см2.

Плита астындағы бетонның орташа кернеуі: sф= Nв2/ Апл.ф.=1494,3/1680=0,89 кН /см2.

Тармақтың ауырлық центріне қатысты траверсаның симметриялы орналасу талаптарына байланысты траверсалардың арақашықтығы мынаған тең: d =2*(bп+tст+z0)=2*(18+1,8-5,6)=28,4 см; траверсаның қалыңдығы 12 мм болғанда, с1 = (L - d - 2×tтр)/2 =(35-28,4-2*1,2)/2=4,2см.

Плитаның жеке учаскелеріндегі иілуші моменттерді анықтаймыз.

1 учаске (консолбдың салмағы с=с1=4,2 см)

М1=sф с12/2=0,89*4,22/2=7,8 кН см .

2 учаске (консольдың салмағы с=с2=4,4 см)

М2=sф с12/2=0,89* 4,42/2=8,6 кН·см

3 учаске ( төрт жаққа тірелген плита b/a=35,6/18=1,8<2; α=0,094);

М3=sф*α* a2=0,094* 0,89*182=27,1 кН см.

4 учаске ( төрт жаққа тірелген плита b/a=35,6 /8,6=4,14$2; α=0,125);

М4=sф α a2=0,125* 0,89*8,62=8,23 кН см.

Есептеу үшін Мmaх=М3=27,1 кН·см.

Плитаның қажетті қалыңдығы tпл= = =2,8 cм.

С235 болат үшін R=20,5 кН /см2, қалыңдығы 21-40 мм.

tпл=32 мм деп қабылдаймыз ( 2 мм фрезермен өңдеу үшін).

Траверсаның биіктігін бағананың тармақтарына траверсаны бекіту жігінің орналасы талаптарына байланысты анықтаймыз. Қосымша беріктілік болуы үшін тармақтағы барлық күштерді 4 бұрышты жік арқылы траверсаға береміз. Сым маркасы Св-08А, d=1,4…2 мм, жартылай автоматты дәнекерлеу; бұрыштық жік катеті kf = 8 мм; Rу =180 Мпа; Rwz= 0,45·Run = 0,45·360 = 162 МПа. 34*-кесте бойынша βf = 0,9; βz = 1,05. Сонда βшв·Rн= 0,9·180 = 162 МПа < βz Rwz = 1,05·162 = 170 Мпа.

Жіктің қажетті ұзындығы формула бойынша анықталады:

lш.тр.=Nв2/4·kш·(b·Ryсв gyсв)min g=1494,3/4·0,8·16,2=29 см; lш. <85·gш·kш=85·0,9·0,8=61.

hтр=42 см деп қабылдаймыз.

Жіктің максимальды ұзындығына қойылған талаптар орындалды. Траверсаны плитаға kшв=10 мм бұрыштық жіктер арқылы бекітеміз.

Жіктердің беріктігін тексереміз:

Траверса беріктігі тексерістен өтті.