Курсовая работа - Расчет и проектирование стропильной фермы. Расчет подкрановой балки - файл n2.doc

Курсовая работа - Расчет и проектирование стропильной фермы. Расчет подкрановой балки
скачать (1581.4 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.doc613kb.21.02.2010 14:00скачать
n2.doc1283kb.21.03.2010 20:50скачать
n3.dwg

n2.doc

  1   2   3




Содержание


  1. Введение

  2. Расчет и проектирование стропильной фермы

  3. Расчет подкрановой балки

  4. Расчет и конструирование внецентренно сжатой колонны

  5. Список использованной литературы

1 Введение

Металлические конструкции благодаря своим высоким технико-экономическим качествам применяются во всех отраслях народного хозяйства. Широкое использование в строительстве металлических конструкций позволяет проектировать сборные элементы зданий и сооружений сравнительно малой массы, организовывать поточное производство конструкций на заводах и поточно-блочный монтаж их на строительной площадке, ускорять ввод объектов в эксплуатацию.

Проектирование экономически эффективных металлических конструкций основывается на знании особенностей их работы под нагрузкой, правильном выборе конструктивных форм, использовании типовых и унифицированных решений и соответствующем расчете. При этом необходимо соблюдение «Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов».

Техники-строители, специалисты по проектированию зданий и сооружений должны хорошо ориентироваться как в способах возведения объектов, так и в их расчете и конструировании.

Металлические конструкции широко применяют при возведении различных зданий и сооружений. Благодаря значительной прочности и плотности металла, эффективности соединений элементов, высокой степени индустриальности изготовления и монтажа, возможности сборности и разборности элементов металлические конструкции характеризуются сравнительно малым собственным весом, обладают газо- и водонепроницаемостью, обеспечивают скоростной монтаж зданий и сооружений и ускоряют ввод их в эксплуатацию. Основной недостаток стальных конструкций – подверженность коррозии – устраняется их окраской, покрытием полимерными материалами или смолами, оцинкованием и другими методами защиты.

Благодаря малой плотности и высокой коррозионной стойкости алюминиевых сплавов из них можно возводить легкие большепролетные покрытия зданий и павильонов, разводные мосты, шлюзы, стойки ЛЭП, различные ограждающие конструкции (стеновые панели, кровельный настил и др.), а также требующие достаточной плотности, непроницаемости и стойкости против коррозии объекты нефтехимической промышленности.

В зависимости от вида конструкций и их сочетаний различают системы стержневые и сплошные. К стержневым системам, состоящим из балок, ферм и колонн, относятся: каркасы зданий и сооружений, мосты, покрытия зданий в виде ферм, арок или куполов; ангары, мачты и башни, нефтяные вышки, стойки ЛЭП, эстакады, краны и другие конструкции. К сплошным системам относятся различные виды листовых конструкций: газгольдеры, резервуары, бункеры, трубы и трубопроводы большого диаметра, специальные конструкции металлургических и нефтехимических заводов и т.д.

При проектировании металлических конструкций необходимо соблюдать следующие требования:

- указания технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов;

- выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении конструктивные схемы зданий и сооружений, а также сечения элементов;

- максимально применять для зданий и сооружений унифицированные типовые или стандартные конструкции;

- применять прогрессивные, высокотехнологические конструкции при изготовлении и на монтаже (пространственные системы из однотипных, стандартных элементов; комбинированные конструкции, которые совмещают в себе несущие и ограждающие функции; предварительно напряженные, вантовые и тонколистовые конструкции и комбинированные конструкции из стали двух марок и из тонкостенных прокатных, гнутых и гнутосварных профилей);

- использовать конструкции, обеспечивающие наименьшую трудоемкость их изготовления, транспортирования и монтажа, позволяющие, как правило, поточное изготовление и их конвейерный или крупноблочный монтаж;

- предусматривать применение заводских соединений прогрессивных типов, в том числе: автоматической и полуавтоматической сварки, фланцевых соединений на болтах, с фрезерованными торцами, на высокопрочных болтах и др.;

- выполнять требования государственных стандартов, инструкций и технических условий на соответствующие конструкции, изделия и комплектующие детали.

Принятые конструктивные схемы зданий и сооружений должны обеспечивать прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость как здания или сооружения в целом, так и их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации. Марки сталей, сплавов и материалов соединений, а также дополнительные требования к ним, предусмотренные государственными стандартами или техническими условиями, указывают в рабочих и деталировочных чертежах.

Проектирование металлических конструкций должно начинаться с выбора рациональных конструктивных форм, обеспечивающих экономию металла, минимум трудоемкости изготовления и скоростной монтаж.

Работы ученых разных стран указывают на значительные возможности повышения технико-экономических показателей металлических конструкций более широким внедрением в строительство конструкций из низколегированных сталей с применением эффективных профилей проката.

2. Расчет фермы стропильной

Задание: спроектировать стропильную ферму промышленного однопролетного здания при следующих данных:

-пролет фермы 24м;

-шаг ферм в продольном направлении 6м;

-кровля холодная, выполненная из профнастила по прогонам;

-место строительства г. Саратов;

-расчетный район по снеговому покрову – III;

-расчетный район по ветру – III;

-климатический район – IIIв (СНиП23-01-99)

Материал фермы – сталь ВСт3пс6 по ГОСТ 380-88*, Ry=235МПа=2350(кгс/см2) СНиП-II 23-81*.

Соединения стержней в узлах фермы – на ручной сварке, через фасонки.

Коэффициент надежности по назначению

Решение:

2.1 Определение расчетных нагрузок
Расчетные нагрузки на ферму

Таблица 1

Нагрузка

Элементы покрытия и расчет нагрузок

Нормативная нагрузка,

кг/м2

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка,

кг/м2

Постоянная

-Оцинкованный стальной профилированный настил НС44-1000-08 ГОСТ24045-94

-Стальные конструкции (ферма, связи и прогоны) по табл. 8,3 [1]
Итого

14

70

84

1,2

1,05


16,8

73,5

90,3

Временная

Снеговая нагрузка по всему покрытию при ,S0

-

-

180




Всего

84

-

270,3


При угле кровли 1/12 угол =404/8// , cos=0,9969

Последовательно определяем:

- усилие F1 на крайнюю стойку

F1 = l1(b1/2)(q/cos+p)n = 6м(3м/2)(90,3кг/м2/0,9969+180 кг/м2)*0,95 =

= 2314,165кг = 23,142 кН;

-усилие F2 на средние узлы

F2 = l1b1(q/cos+p)n = 6м*3м(90,3 кг/м2/0,9969+180 кг/м2)*0,95 =

= 4628,33кг 46,28 кН;

Опорную реакцию от полного загружения фермы

RA =Rв=F1+3 F2+ F2/2 = 23,142кН+3*46,28кН+46,28кН/2 = 185,1 кН.

2.2 Определение усилий в элементах фермы

можно вести графическим способом- построением диаграммы Максвелла-Кремоны или аналитическим. Построим диаграмму при полном загружении узлов фермы постоянной и временной нагрузками, т.к. при треугольной решетки в полигональных фермах это, как правило, наиболее невыгодное ее загружение. Схема и диаграмма на стр.6

Вычисленные усилия сведены в таблицу 2.
2.3 Подбор сечений

Сечения подбираем по формулам сжатия и растяжения.

- Для верхнего пояса

Максимальное усилие сжатия в стержне VI-6 Nmax=-351,7кН=-35,2т

Требуемая площадь сечения уголков при ?=0,7 и ?с=0,95 составит

Аd=Nmax/ ?Ry ?с=35200/0,7*2350*0,95=22,53см2 , где

Аd - площадь сечения уголков, Ry- расчетное сопротивление стали, ?- коэффициент продольного изгиба, ?с – коэффициент условия работы (СНиП II-23-81* т.6)

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└90х9, А=2*15,6=31,2 см2.

Фасонки принимаем толщиной t=10мм в зависимости от усилия в опорном раскосе N=256,8кН по табл.8,7 [1], тогда радиусы инерции сечения верхнего пояса равны:

ίх=2,75см; ίy=4,11см, т.1 приложение VI ст.325 [2].

Проверяем гибкость ?=lef / ίmin ?lim, где

lef расчетная длина стержня, ?lim предельная гибкость по т. 8.4. [1]

?х=lх/ ίх=301/2,75=109,45< ?lim=120

?y=ly/ ίy=301/4,11=73,23< ?lim=120

Проектом предусмотрена приварка прогонов во всех узлах фермы, поэтому прогоны будут работать как жесткие распорки и длина пояса ly из плоскости фермы будет равна расстоянию между смежными узлами, т.е. ly= lх=301см.

Находим по т. 1 Прилож. 1, ст. 309 [2]коэффициенты продольного изгиба центрально-сжатых элементов: ?х=0,512; ?y=0,715.

Тогда ?max=Nmax/(?min*А)=351,7/(0,512*31,2)=22,035кН/см2 (220,3МПа)

220,3МПа<Ry ?с=235*0,95=223МПа

Условие по устойчивости удовлетворяется, но мы имеем небольшой запас прочности.

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└100х7, А=2*13,8=27,6 см2.

Фасонки принимаем толщиной t=10мм, тогда радиусы инерции сечения верхнего пояса равны: ίх=3,08см; ίy=4,45см, т.1 приложение VI ст.325 [2].

Проверяем гибкость ?=lef / ίmin ?lim

?х=lх/ ίх=301/3,08=97,7< ?lim=120

?y=ly/ ίy=301/4,45=67,6< ?lim=120

Проектом предусмотрена приварка прогонов во всех узлах фермы, поэтому прогоны будут работать как жесткие распорки и длина пояса ly из плоскости фермы будет равна расстоянию между смежными узлами, т.е. ly= lх=301см.

Находим по т. 1 Прилож. 1, ст. 309 [2]коэффициенты продольного изгиба центрально-сжатых элементов: ?х=0,582; ?y=0,770.

Тогда ?max=Nmax/(?min*А)=351,7/(0,582*27,6)=21,91кН/см2 (219,1МПа)

219,1МПа<Ry ?с=235*0,95=223МПа

Принимаем уголки ┘└ 100х7 ГОСТ 8509-93.
- Для нижнего пояса

Максимальное усилие растяжения в стержне I-5; Nmax=358,67кН. Требуемая площадь поверхности сечения уголков составит при ?с=0,95 Аd=N/ Ry ?с=358,67/(23,5*0,95)=16,06см2.

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└70х6, А=2*8,15=16,3 см2. Тогда радиусы инерции сечения нижнего пояса равны:

ίх=2,15см; ίy=3,25см.

Расчетная длина: lх=6 м – расстояние между смежными узлами фермы; ly=6 м – расстояние между узлами связей по нижнему поясу.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=600/2,15=279,06< ?lim=400

?y=ly/ ίy=600/3,25=184, 61< ?lim=400 [1], где

ίy=3,25 см при расстоянии между уголками 10 мм, равном толщине фасонки.

Стержни I-2 и I-5 нижнего пояса решаем принять из такого же профиля уголков, удовлетворяющих требованию гибкости (?< ?lim=400)

Проверка на устойчивость растянутых стержней не требуется.

Принимаем уголки ┘└ 70х6 ГОСТ 8509-93.
- Расчет сечения сжатого раскоса 4-5

Максимальное усилие Nmax=62,478кН. Требуемая площадь сечения уголков составит при ?с=0,8( по т.6 СНиП II-23-81*), : Аd=N/ Ry ?с=62,478/(0,5*23,5*0,8)=6,646 см2.

ly= l=420.8см. lх=0.8l=0,8*420,8=336,64см

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 50х5, А=2*4,8=9,6 см2. Тогда радиусы инерции сечения сжатого раскоса равны:

ίх=1,53 см; ίy=2,45 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=337/1,53=220,2> ?lim=150 ( по т. 8,4 ст.237 [1] не проходит по гибкости.

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 63х4, А=2*4,96=9,92 см2. Тогда радиусы инерции сечения сжатого раскоса равны:

ίх=1,95 см; ίy=2,93 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=337/1,95=172> ?lim=150 ( по т. 8,4 ст.237 [1] не проходит по гибкости.

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 75х5, А=2*7,39=14,78 см2. Тогда радиусы инерции сечения сжатого раскоса равны:

ίх=2,31 см; ίy=3,42 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=337/2,31=145,88< ?lim=150 ( по т. 8,4 ст.237 [1] )

?y=ly/ ίy=421/3,42=123,09< ?lim=150

Находим по т. 1 Прилож. 1, ст. 309 [2] коэффициенты продольного изгиба центрально-сжатых элементов: ?х=0,305; ?y=0,397

Тогда ?max=Nmax/(?min*А)=62,478/(0,305*14,78)=13,919кН/см2 (139,1МПа)

139,1МПа<Ry ?с=235*0,8=188МПа Условие по устойчивости выполняется.

Выбираем из сортамента не равнополочные уголки ┘└70х45х5

А=2*5,59=11,18 см2. Тогда радиусы инерции сечения равны:

ίх=2,23 см; ίy=2,01 см.

Гибкость элемента при применении не равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=337/2,23=151,1> ?lim=150 не проходит по гибкости

Выбираем из сортамента не равнополочные уголки ┘└110х70х6,5

А=2*11,4=22,8 см2. Тогда радиусы инерции сечения равны:

ίх=3,53 см; ίy=2,89 см.

Гибкость элемента при применении не равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=337/3,53=95,46< ?lim=150 не проходит по гибкости

?y=ly/ ίy=421/2,89=145,67< ?lim=150 ( по т. 8,4 ст.237 [1] )

Находим ?х=0,589; ?y=0,305.

Тогда ?max=Nmax/(?*А)=62,478/(0,305*22,8)=8,984 кН/см2 (89,8 МПа)

89,8 МПаy ?с=235*0,8=188 МПа

Из приведенных данных видно, что наиболее экономичным сечением стержня является профиль из равнополочных уголков 75х5 А=14,78, в то время как при не равнополочных уголках 110х70х6,5 площадь сечения А=22,8, а меньший профиль из не равнополочных уголков не проходит по гибкости. Принимаем равнополочные уголки ┘└ 75х5 ГОСТ 8509-93.


- Расчет сечения опорного сжатого стержня 1-2

Максимальное усилие Nmax=256,854кН. Требуемая площадь сечения уголков составит при ?с=0,95( по т.6 СНиП II-23-81*), : Аd=N/Ry ?с=256,854/(0,5*23,5*0,95)=23,01 см2.

ly= l=387,4см. lх=0.8l=0,8*387,4=310см

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 75х8, А=2*11,5=23 см2.

Тогда радиусы инерции сечения равны: ίх=2,28см; ίy=3,5 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=310/2,28=135,96>?lim=120 не проходит по гибкости

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 90х7, А=2*12,3=24,6 см2.

Тогда радиусы инерции сечения равны: ίх=2,77см; ίy=4,06 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=310/2,77=111,91lim=120

?y=ly/ ίy=387,4/4,06=95,41< ?lim=120 ( по т. 8,4 ст.237 [1] )

Находим по т. 1 Прилож. 1, ст. 309 [2] коэффициенты продольного изгиба центрально-сжатых элементов: ?х=0,448; ?y=0,582

Тогда ?max=Nmax/(?min*А)=256,854/(0,448*24,6)=23,3кН/см2 (233МПа)

233МПа>Ry ?с=235*0,95=223МПа Условие по устойчивости не выполняется.

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 90х8, А=2*13,9=27,8 см2.

Тогда радиусы инерции сечения равны: ίх=2,76см; ίy=4,08 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=310/2,76=112,31lim=120

?y=ly/ ίy=387,4/4,08=94,95< ?lim=120 ( по т. 8,4 ст.237 [1] )

Находим по т. 1 Прилож. 1, ст. 309 [2] коэффициенты продольного изгиба центрально-сжатых элементов: ?х=0,448; ?y=0,582

Тогда ?max=Nmax/(?min*А)=256,854/(0,448*27,8)=20,62кН/см2 (206МПа)

206МПа<Ry ?с=235*0,95=223МПа Условие по устойчивости выполняется.

Сечение стержня можно уменьшить, возьмем ?=0,6.

Аd=N/Ry ?с=256,854/(0,6*23,5*0,95)=19,175 см2.

ly= l=387,4см. lх=0.8l=0,8*387,4=310см

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 90х6, А=2*10,6=21,2 см2.

Тогда радиусы инерции сечения равны: ίх=2,78см; ίy=4,04 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=310/2,78=111,51lim=120

?y=ly/ ίy=387,4/4,04=95,89< ?lim=120 ( по т. 8,4 ст.237 [1] )

Находим по т. 1 Прилож. 1, ст. 309 [2] коэффициенты продольного изгиба центрально-сжатых элементов: ?х=0,448; ?y=0,582

Тогда ?max=Nmax/(?min*А)=256,854/(0,448*21,2)=27,03кН/см2 (270МПа)

270МПа>Ry ?с=235*0,95=223МПа Условие по устойчивости не выполняется

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 100х6,5 А=2*12,8=25,6 см2.

Тогда радиусы инерции сечения равны: ίх=3,098см; ίy=4,43 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=310/3,09=100,32lim=120

?y=ly/ ίy=387,4/4,43=87,44< ?lim=120 ( по т. 8,4 ст.237 [1] )

Находим по т. 1 Прилож. 1, ст. 309 [2] коэффициенты продольного изгиба центрально-сжатых элементов: ?х=0,582; ?y=0,655

Тогда ?max=Nmax/(?min*А)=256,854/(0,582*25,6)=17,23кН/см2 (172МПа)

172МПа>Ry ?с=235*0,95=223МПа Условие по устойчивости выполняется.

Принимаем равнополочные уголки ┘└ 100х6,5 ГОСТ 8509-93.

- Расчет сечения растянутого раскоса 2-3

Максимальное усилие Nmax=143,468кН. Требуемая площадь сечения уголков составит при ?с=0,95( по т.6 СНиП II-23-81*): Аd=N/Ry ?с=143,468/(23,5*0,95)=6,42 см2.

ly= l=387,4см. lх=0.8l=0,8*387,4=310см

Выбираем из сортамента равнополочные уголки ┘└ 50х4, А=2*3,89=7,78 см2.

Тогда радиусы инерции сечения равны: ίх=1,548см; ίy=2,43 см.

Гибкость элемента при применении равнополочных уголков:

?х=lх/ ίх=310/1,548=201,29lim=400

?y=ly/ ίy=387,4/2,43=159,42< ?lim=400 ( по т. 8,4 ст.237 [1] )

Тогда ?max=Nmax/А=143,468/7,78=18,4кН/см2 (184МПа)

184МПа<Ry ?с=235*0,95=223МПа Условие по устойчивости выполняется.

Принимаем равнополочные уголки ┘└ 50х4 ГОСТ 8509-93.
- Расчет сечений стоек
Максимальное усилие Nmax=-46,28 кН, в сжатой стойке 3-4. Требуемая площадь сечения уголков составит при ?с=0,8 А=N/ Ry ?с=46,28/(23,5*0,8)=2,46 см2.

Выбираем конструктивно ┘└ 75х5

А=2*7,39=14,78 см2. Тогда радиусы инерции сечения равны:

ίх=2,31 см; ίy=3,42 см.

?х=lх/ ίх=176/2,31=76,1< ?lim=120

?y=ly/ ίy=220/3,42=64,32< ?lim=120

Находим ?х=0,715; ?y=0,770.

Тогда ?max=Nmax/(?min*А)=46,28/(0,715*14,78)=2,19 кН/см2 (21 МПа)

Стойки принимаем из уголков ┘└ 75х5 мм ГОСТ 8509-93.

2.4 Расчет связей
Связи горизонтальные проектируем крестового вида из одиночных уголков, когда оба стержня не прерываются. Предельная гибкость растянутых стержней равна 400. Сечение подбираем по заданной предельной гибкости. Сначала вычисляем требуемый радиус инерции ίd= lef/ ?lim=424/400=1,06 см, где lef= 0,5 l1расчетная длина растянутого стержня в плоскости расположения связей, как и для перекрестных стержней ( см. п. 5.2СНиП II-23-81*), равная приближенно для горизонтальных связей lef=0,5=4,24м; l1- геометрическая длина стержня, Рисунок 1.



Рисунок 1 Расчетные схемы, для определения расчетных длин элементов соответственно горизонтальных и вертикальных связей.

По сортаменту подбираем минимально допустимый уголок 50х4, для которого ίх=1,54 см. При подборе неработающих стержней из плоскости связей lef=0,7l1=0,7=5,95 м и ίd=595/400=1,49 см < ίх=1,54 см.

Горизонтальные связи принимаем из уголка └ 50х4 мм ГОСТ 8509-93, фасонки толщиной 8 мм

Подбирая вертикальные связи в сечении по коньку кровли, Рисунок 1, определяем:

Сечение распорок для сжатых элементов в плоскости связей lef=0,8l=0,8·300=240см; ί x,d=240/200=1,2 см;

То же из плоскости связей lef=l1=600 см; ί y,d=600/200=3,0 см. (требуется принять два уголка 70х6, для которых по сортаменту iy=3,4 см> iy, d=3 см и iх=2,3 см> iх, d=1,2см)

Раскосы как растянутые элементы в плоскости связей

связей lef=l==4,38м; ίd=438/200=2,19 см.

Вертикальные связи принимаем из уголков ┘└ 70х6 мм ГОСТ 8509-93, фасонки толщиной 8 мм.
2.5 Расчет узлов фермы
2.5.1 Расчет узла А фермы
При расчете узлов фермы определяют размеры сварных швов и назначают габариты фасонок с таким расчетом, чтобы на них размещались все сварные швы стержней.

Действующее в стержне усилие передается на обушок и перо не одинаково. Для равнополочных уголков распределение силы N принимается: на обушок 0,7N на перо 0,3N [1]. =e2/b=0,7, (1-)=e1/b=0,3, где

- коэффициент распределения усилия на обушок и перо.

e1 - расстояние от обушка уголка до оси стержня п.13.9 [СНиП II-23-81]. Расстояние между краями элемента решетки и поясав узлах сварных ферм с фасонками следует принимать не менее a=6·t-20мм, но не>80мм (t – толщина фасонки 10 мм) a=6·10-20=40мм.

Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых накладками, следует оставлять зазор не менее 50 мм. Сварные швы, прикрепляющие элементы решетки фермы к фасонкам, следует выводить на торец элемента на длину 20 мм.

В узле А сходятся стержни II-1, I-2, 1-2.



Рисунок 2 Узел А

Рассчитаем прикрепление опорного раскоса 1-2, расчетное усилие N1-2=256,85 кН, сечение из ┘└ 100х6,5 мм; сварка ручная:

?f=0,7; ?Z=1; коэффициенты принимаемые при сварке элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа по т. 34 [СНиП II-23-81]. ??f= ??Z=1-коэффициенты условий работы шва.

R?f =180МПа по т.34 [СНиП II-23-81] l? – расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10мм.

Принимаем толщину шва у обушка f=6 мм, а у пераf=4 мм; вычисляем длины швов:

l?,в=·N1-2/2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·256,85/(2·0,7·0,6·18·1·1)=11,89 см,

l?,р=(1-N1-2/2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·256,85/(2·0,7·0,4·18·1·1)=7,64 см

Для раскоса 1-2 конструктивно, с учетом добавления 1-2 см на непровар шва по концам, принимаем l?,в=13см, l?,р=9 см.

Для крепления нижнего пояса I-2, сечение из ┘└ 70х6мм к фасонке при

f=6мм и f=4 мм конструктивные длины сварных швов будут:

l?,в=·NI-2/2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·199/(2·0,7·0,6·18·1·1)=9,2+1,8=11 см,

l?,р=(1-NI-2/2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·199/(2·0,7·0,4·18·1·1)=5,9+1,1=7 см

Для крепления нижнего пояса I-2 принимаем l?,в=11 см, l?,р=7см.

Для крепления опорной стойки II-1, сечение из ┘└ 75х5 мм к фасонке при f=5 мм и f=4 мм конструктивные длины сварных швов будут:

Для крепления опорной стойки принимаем l?,в=2 см, l?,р=2 см.

l?,в=·NII-1/2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·23,14/(2·0,7·0,5·18·1·1)=1,28см,

l?,р=(1-NII-1/2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·23,14/(2·0,7·0,4·18·1·1)=0,68см

Для крепления нижнего пояса II-1 принимаем конструктивно l?,в=4см, l?,р=4см.
2.5.2 Расчет узла С фермы

В узле С сходятся стержни 2-3, I-2, 3-4, I-5,4-5.



Рисунок 3 Узел С

Рассчитаем прикрепление раскоса 2-3, для раскоса 4-5 примем тоже прикрепление конструктивно, расчетное усилие N2-3=143,465 кН, сечение из ┘└ 50х4 мм; сварка ручная:

?f=0,7; ?Z=1; ??f= ??Z=1

Принимаем толщину шва у обушка f=4 мм, а у пераf=4 мм; вычисляем длины швов:

l?,в=·N2-3/2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·143,468/(2·0,7·0,4·18·1·1)=9,9 см,

l?,р=(1-N2-3 /2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·143,468/(2·0,7·0,4·18·1·1)=4,2 см

Для раскоса 2-3 конструктивно, с учетом добавления 1-2 см на непровар шва по концам, принимаем l?,в=11см, l?,р=6 см.

Для крепления стойки 3-4, сечение из ┘└ 75х5мм к фасонке при

f=5мм и f=4 мм конструктивные длины сварных швов будут:

l?,в=·N3-4/2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·46,28/(2·0,7·0,5·18·1·1)=2,6см,

l?,р=(1-N3-4/2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·46,28/(2·0,7·0,4·18·1·1)=1,3см

Для крепления стойки 3-4 принимаем конструктивно l?,в=4см, l?,р=4см.

Крепление к фасонке стержней I-2 и I-5 из ┘└ 70х6мм (на 1 уголок) при минимальном значении f=6 мм, f=4 мм; последовательно определяем

Расчетное усилие N= NI-5- NI-2= 358,67-99,004=259,666кН

Длину швов

l?,в=· N /2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·159,66/(2·0,7·0,6·18·1·1)=7,39 см,

l?,р=(1-N /2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·159,66/(2·0,7·0,4·18·1·1)=4,75 см

Для крепления стержней I-2 и I-5 принимаем конструктивно по длине фасонки l?,в=41см, l?,р=41см.

Расчетную длину швов для крепления пояса принимают на 10-20 мм меньше длины фасонки.
2.5.3 Расчет узла В фермы

В узле В сходятся стержни 2-3, IV-3, III-1, 1-2.



Рисунок 4 Узел В
Узловая нагрузка Fc=46,28кН.

Для крепления к фасонке раскоса 2-3, состоящего из ┘└50х4 при N2-3=143,468, принимаем

l?,в=11см, l?,р=6см.

Раскос 1-2 приваривают швами l?,в=13см, l?,р=9см, вычисленными по опорному узлу А.

При конструировании узла В длина фасонки определена 530 мм (см. рисунок 4). Крепление к фасонке стержней верхнего пояса III-1 и IV-3 из ┘└ 100х7мм рассчитываем по формуле:

f=

Расчетное усилие N= NIV-3- NIII-1= 312,39-0=312,39кН

Для крепления стержней III-1 и IV-3 принимаем конструктивно по длине фасонке l?,в= см, l?,р=51 см.

Требуюмую толщину сварных швов с учетом узловой нагрузки подсчитываем по формуле:

f== 51=0,52см

Принято у обушка f=6 мм, у пераf=5 мм.
2.5.4 Расчет узла D фермы

В узле D сходятся стержни 5-4, IV-3, V-4.



Рисунок 5 Узел D

Для крепления к фасонке стойки 3-4, состоящего из ┘└75х5 при N3-4=46,28, принимаем

l?,в=4см, l?,р=4см, по расчету из узла С.

Крепление к фасонке стержней верхнего пояса V-4 и IV-3 из ┘└ 100х7мм рассчитываем по формуле:

f=

Расчетное усилие N= NIV-3- NV-4= 312,39-312,39=0кН

Для крепления стержней V-4 и IV-3 принимаем конструктивно по длине фасонке l?,в= l?,р= 8см.

Требуюмую толщину сварных швов с учетом узловой нагрузки подсчитываем по формуле:

f== =0,48см

Принимаем у обушка Rf,b =6мм у пера Rf,p =5мм.
2.5.5 Расчет узла E фермы

В узле E сходятся стержни 5-4, VI-6, V-4,5-6.



Рисунок 6 Узел E

Узловая нагрузка Fc=46,28кН.

Раскос 5-4 приваривают швами l?,в=11см, l?,р=6см, вычисленными по опорному узлу С.

Для крепления к фасонке раскоса 5-6, состоящего из ┘└50х4 при N3-4=8,099, принимаем

?,в=4мм, ?,р=4мм и рассчитываем длину сварных швов:

l?,в=· N /2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·8,099/(2·0,7·0,7·18·1·1)=0,56см,

l?,р=(1-N /2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·8,099/(2·0,7·0,5·18·1·1)=0,24см

Для крепления стержня 5-6 принимаем конструктивно l?,в= l?,р= 4см.

При конструировании узла Е длина фасонки определена 390мм (см. рисунок 6).

Крепление к фасонке стержней верхнего пояса V-4 и VI-6 из ┘└ 100х7мм рассчитываем по формуле:

f=

Расчетное усилие N= NVI-6- NV-4= 351,728-312,39=39,338кН

Для крепления стержней V-4 и VI-6 принимаем конструктивно по длине фасонке l?,в= l?,р= 37 см.

Требуюмую толщину сварных швов с учетом узловой нагрузки подсчитываем по формуле:

Rf== =14,316/2,8· 37см=0,138см

Принимаем у обушка Rf,b = 4мм у пера Rf,p = 4мм.
2.5.6 Расчет узла F фермы

В узле F сходятся стержни I-5, 5-6, 6/-6.



Рисунок 7 Узел F

Раскос 5-6 приваривают швами l?,в=4см, l?,р=4см, вычисленными по опорному узлу Е.

Для крепления к фасонке нижнего пояса I-5, состоящего из ┘└70х6 при NI-5=356,67, принимаем ?,в=6мм, ?,р=4мм и рассчитываем длину сварных швов:

l?,в=· N /2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·356,67/(2·0,7·0,7·18·1·1)=16,51см,

l?,р=(1-N /2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·356,67/(2·0,7·0,5·18·1·1)=10,61см

Для крепления стержня I-5 принимаем конструктивно l?,в=18см, l?,р= 12см.

Для крепления к фасонке стойки 6-6/, состоящего из ┘└75х5 при N6-6/=11,57, принимаем ?,в=5мм, ?,р=4мм и рассчитываем длину сварных швов:

l?,в=· N /2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·11,57/(2·0,7·0,7·18·1·1)=0,64см,

l?,р=(1-N /2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·11,57/(2·0,7·0,5·18·1·1)=0,34см

Для крепления стержня 6-6/принимаем конструктивно l?,в= l?,р= 4см.
2.5.7 Расчет узла К фермы

В узле К сходятся стержни VI-6, 6/-6.



Рисунок 8 Узел K

Стойку 6/-6 приваривают швами l?,в=4см, l?,р=4см, вычисленными по опорному узлу F.

Для крепления к фасонке верхнего пояса VI-6, состоящего из ┘└100х7 при N VI-6=351,728, принимаем ?,в=7мм, ?,р=5мм и рассчитываем длину сварных швов:

l?,в=· N /2· ?f·f·R?f·??f· ?c=0,7·351,728/(2·0,7·0,7·18·1·1)=13,956см,

l?,р=(1-N /2·?f·f·R?f·??f·?c=0,3·351,728/(2·0,7·0,5·18·1·1)=8,37см

Для крепления стержня I-5 принимаем конструктивно l?,в=15см, l?,р= 10см.


Расчет сварных угловых швов в узлах фермы
Таблица 3

Узел Фермы

Стержень

Расчетное

Усилие кН

Толщина шва, мм

Расчетная длина шва, см

Конструктивная длина шва, см

Приме

чание


У обушка,

Kfв

У пера,

Kfр

У обушка,



У пера,



У обушка,



У пера,





А

II-1

(75х5)

23,14

5

4

1,28

0,68

4

4

-

1-2

(100х6,5)

256,85

6

4

11,89

7,64

13,0

9,0

-

I-2

(70х6)

199

6

4

9,2

5,9

11,0

7,0

-

B

III-1

(100х7)

IV-3

(100х7)

312,39-0=

312,39

Fc=46,28

6

5

28,6

7,43

51

51

По формуле

2-3

(50х4)

143,468

4

4

9,9

4,2

11

6

По рас-

чету узлаС

1-2

(100х6,5)

256,854

6

4

11,89

7,64

13

9

По рас-

чету узлаА

C

I-2

(70х6)

I-5

(70х6)

358,67-199,04=

159,666

6

4

7,39

4,75

41

41

-

2-3

(50х4)

143,468

4

4

9,9

4,2

11

6

-

3-4

(75х5)

46,28

5

4

2,57

1,3

4

4

-

4-5

(75х5)

62,478

4

4

9,9

4,2

11

6

-

D

3-4

(75х5)

46,28

5

4

2,57

1,3

4

4

По рас-

чету узлаС

IV-3

(100х7)

V-4

(100х7)

312,39-312,39=0

Fc=46,28


6

5

-

-

8

8

По формуле

Конструк.

E

V-4

(100х7)

VI-6

(100х7)

351,728-312,39=

39,338

4

4

-

-

37

37

По формуле

4-5

(75х5)

62,478

4

4

9,9

4,2

11

6

По рас-

чету узлаС

5-6

(50х4)

8,099

4

4

0,56

0,24

4

4

-



F

I-5

(70х6)

358,67

6

4

16,51

10,61

18

18

-

5-6

(50х4)

8,099

4

4

0,56

0,24

4

4

По рас-

чету узлаЕ

6-6/

(75х5)

11,57

5

4

0,64

0,34

4

4

-



K

VI-6

(100х7)

351,728

7

5

13,95

8,37

15

10

-

6-6/

(75х5)

11,57

5

4

0,64

0,34

4

4

По рас-

чету узлаF

  1   2   3


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации