Курсовой проект - Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания - файл n2.doc

приобрести
Курсовой проект - Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания
скачать (363 kb.)
Доступные файлы (2):

n1.rar
n2.doc	437kb.	23.05.2003 12:14	скачать

---

Смотрите также:
• Кирсанов Н.М. Методическое пособие к курсовому проекту стального каркаса промышленного здания (Документ)
• Курсовой проект - Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания (Курсовая)
• Курсовой проект - Проектирование основных конструкций стального каркаса одноэтажного промышленного здания (Курсовая)
• Курсовой проект Каркас одноэтажного промышленного здания (Курсовая)
• Проектирование стального каркаса одноэтажного производственного здания (Документ)
• Курсовой проект - Расчет несущих конструкций стального каркаса одноэтажного промышленного здания (Курсовая)
• Курсовой проект - Стальной каркас одноэтажного промышленного здания, оборудованного мостовыми кранами легкого и среднего режимов работы (№2) (Курсовая)
• Курсовой проект - Стальной каркас одноэтажного производственного здания (Курсовая)
• Курсовой проект №2 «Проектирование одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами» (Документ)
• Курсовой проект - Проектирование деревянного каркаса одноэтажного здания (Курсовая)
• Курсовой проект - по МК (Курсовая)
• Чепурной И.Н. Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания. Часть 2. Подкрановая балка (Документ)

n2.doc

Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет.

Кафедра Строительных конструкций и материалов.


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: "Металлические конструкции"

Тема: Проектирование стального каркаса одноэтажного

промышленного здания.

Выполнил студент гр. 3012/2 (подпись) Головина Е.В.

Руководитель к.т.н., доц (подпись) СеменовК.В.
" "____________2003 г.
Санкт-Петербург

2003
Содержание
Введение 4

1. 
   Статический расчет поперечной рамы каркаса промышленного здания 4
   
   1. 
      Определение нагрузок на поперечную раму
      
   2. 
      Определение расчетных усилий в сечениях рамы от действия нагрузок 6
      
   3. 
      Определение усилий в сечениях рамы при расчетных сочетаниях нагрузок
      

Построение эпюр M, N, Q; их анализ.

1. 
   Определение расчетных усилий для подбора сечения стержня колонны в плоскости действия момента
   
2. 
   Определение усилий в сечениях рамы при расчётных сочетаниях нагрузок
   
1. 
   Проектирование стропильной фермы заданного очертания 11
   
   1. 
      Определение генеральных размеров фермы 11 Определение усилий в элементах фермы
      
   2. 
      Подбор сечений стержней стропильной фермы 13
      
   3. 
      Конструирование и расчет узлов фермы 16
      
2. 
   Проектирование составной внецентренно сжатой колонны сплошного сечения 20
   
   1. 
      Подбор сечения из условия общей устойчивости 20
      
   2. 
      Проверка прочности ствола колонны 21
      

Задание на курсовой проект

«Стальной каркас производственного здания»

Запроектировать поперечную раму стального каркаса одноэтажного здания по следующим исходным данным:

- Сталь ВСт3пс6

• 
  длина здания L = 78 м
  
• 
  пролет здания l = 30 м
  
• 
  шаг колонн B = 6 м
  
• 
  строительная ферма: трапецеидальная
  
• 
  отметка нижнего пояса H_н.п. = 18,5 м
  
• 
  сопряжение фермы с колонной: шарнирное
  
• 
  тип покрытия: беспрогоное
  
• 
  наружная стена: навесные керамзитожелезобетонные панели
  

Район строительства:

вес снегового покрова = 7 кН/м²

скоростной напор ветра = 0,48 кН/м²

1 Введение.

Цель работы: В рамках выполнения курсового проекта по Металлическим конструкциям сделать статический расчет поперечной рамы каркаса одноэтажного однопролетного промышленного здания без крановой нагрузки.

Содержание проекта:

• 
  по заданным исходным данным: основным геометрическим размерам поперечника рамы, шагу колонны, заданному типу покрытия, конструкции стенового ограждения, климатическим условиям, типу местности и виду сопряжения фермы с колонной – определить расчетные нагрузки на раму и в расчетных сечениях определить три компонента внутренних усилий M, N, Q.
  
• 
  Произвести расчет каркаса рамы на ЭВМ для ряда соотношений жесткостей ригеля и колонны.
  
• 
  На основе анализа результатов определить расчетные значения M, N, Q для расчета сплошной колонны.
  

2. 
   Статический расчет поперечной рамы каркаса промышленного здания.
   

На поперечную раму каркаса промышленного здания без крановой нагрузки от мостового крана действуют: постоянные нагрузки от веса конструкции, кратковременные нагрузки от веса снегового покрытия и давления ветра

1. 
   Определение нагрузок на поперечную раму.
   

Постоянная нагрузка от веса шатра.

Постоянная нагрузка на раму каркаса создается весом конструкций покрытия (плиту покрытия, утеплитель, гидроизоляция, профильный настил, прогоны, фермы, связи и т.д.). На колонны непосредственно действуют нагрузки от веса снеговых панелей, собственного веса колонн.

Покрытия производственных зданий (в том числе и зданий энергетических объектов) подразделяются на: на утеплительные покрытия отапливаемых зданий и на не утепленные покрытия не отапливаемых зданий и зданий избыточным тепловыделением установленного в нем основного оборудования.

Конструкции покрытия условно можно разделить на ограждающие и несущие.

К ограждающим конструкциям относится: ЖБ плиты, металлические плоские или профилированные листы корытного сечения, расположенные на них элементы гидро и пароизоляции. В последнее время нашло применение покрытие, состоящие из готовых блоков заводского изготовления (покрытие типа «сэнгвич»).

Конструкция кровли.

Основное назначение кровельного покрытия – защита помещения от атмосферных воздействий. По конструкциям различают два вида покрытий: беспрогонное и по прогонам. В данном проекте используется покрытие беспрогоное.
Нагрузки от веса покрытия приведены в табл.1

	Вид нагрузки	Норм кН/м2	f	Расч. кН/м2
1	Трехсл. гидроизол. ковер на кровельной маст.	0,15	1,3	19,5
2	Асфальтовая стяжка ?=20мм ?=18кН/м	0,4	1,3	0,52
3	Утеплитель пенобетон ?=100мм ?=6кН/м	0,6	1.3	0,78
4	Ж/б плита покрытий ПНС 2.	1,27	1.1	1,40
5	Стропильная ферма.	0,30	1,05	0,315
9	Связи.	0,05	1,05	0,052
	Итого	2,77		g 3,262

В проекте можно принять h= 0,05 м ,=50 кг/м³

Очевидно, что линейная нагрузка на ригель рамы от веса шатра собирается с грузовой полосы. Ширина которой равна расстоянию между соседними фермами. В случае нашего курсового проекта без подстропильных ферм ширина грузовой полосы равна шагу колонны В. Тогда линейная нагрузка на ригель от собственного веса шатра:

q =g*b, кг/м.

q = 3,262*6 = 19,572кН/м

В - шаг колонны.

Постоянная нагрузка от веса колонн

и типового ограждения
В зданиях без мостовых кранов колонны имеют, как правило, постоянное сечение по длине. В данном случае колонна представляет собой сварной двутавр.


Собственный вес колонны принимается из опыта проектирования

q_к^н = 150... 250кг/м

для пролета 6м qк^н=150кг/м

Расчетная линейная нагрузка от собственного веса колонны:

q_к = *q_к^н, кг/м.

Где _f = 1,2 коэффициент надежности по нагрузке

q_к = _f*q_к^н = 150*1,2 = 180 кг/м.

Нагрузка q_к приложена по оси колонны.

Нагрузка от стенового ограждения

Нагрузку от веса панелей полагаем распределённой равномерно по всей длине колонны.

В качестве стенового ограждения примем однослойные плиты из ячеистого бетона

Толщина плит принимается стандартной  = 0,3м. Плотность ячеистого бетона  = 1100 кг/м³.

Нормативная линейная нагрузка от веса стенового ограждения:

q_ст.^н = *В*1* кг/м.

q_ст.^н = 1980 кг/м.

Расчетная нагрузка: q_ст. = _f * q_ст.^н кг/м.

где _f = 1,1 коэффициент надежности по нагрузке

q_ст. = 2178 кг/м.

Кратковременные нагрузки

Снеговая нагрузка.

Расчетная линейная снеговая нагрузка на ригель рамы от всего снегового покрова находится по формуле:

P = _f*С*Р₀*В, кг/м.

P = 70*1*6*1,4 = 588кг/м.

где р₀- вес снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности земли, принимаемой в зависимости от района строительства объекта.

Для 2 снегового района = 70кг/м².

Р₀ определено на основе статистической обработки многолетних метеонаблюдений.

_f - коэффициент надежности по нагрузке _f = 1,4.

С - коэффициент перехода, С=1

Таким образом, для условий курсового проекта:
Ветровая нагрузка.

Расчетное ветровое давление на 1м² площади вертикальной стены объекта на высоте H над уровнем поверхности земли определяется по формуле:

g _п= К* C_x*g₀*В, кг/м.

g = _f*g_п, кг/м.

где _f = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

• 
  g₀ - нормативный скоростной напор на высоте 10м над поверхностью земли, принимаемый по таблице в зависимости от района строительства
  

Для IV ветрового района q_о = 48кг/м².

Скоростной напор – это давление, которое оказывает воздушный поток на высоте 10м. над уровнем земли на плоскую поверхность расположенную вертикально и нормально к направлению потока.

C_x - коэффициент, характеризующий аэродинамические св-ва здания и принимаемый по СНиП 2.01.07-85. В данном случае C = 0,8., С’=0,6
К – коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте, зависит от высоты и от типа местности. Принимается по таблице7 методического пособия. В данном случае для Н = 18,5, К = 1,21.

g _п= 1,21*48*0,8*6 =278.78 кг/м. g_п’ = 1,21*48*0,6*6 =209.09 кг/м.

g_н=302.4*1.4=390.3 кг/м. g_н’=226.8*1.4=292.72 кг/м.
g _п= 1,21*48*0,8*6 =302.4 кг/м. g_п’ = 1,21*48*0,6*6 =226.8 кг/м.

g_в=302.4*1.4=423.36 кг/м. g_в’=226.8*1.4=317.52 кг/м.



g_экв=Кср*g₀*C*В*_f=1,048*48*0,8*6*1,4=338,043

g’_экв=Кср*g₀*C’*В*_f=1,048*48*0,6*6*1,4=253.532

Ветровая нагрузка, действующая на здание выше от ригеля, заменяется равнодействующими W и W , которые прикладываются в верхних узлах рамы на уровне от нижнего пояса фермы

Для упрощения расчетов эпюра нагрузки q_мг может быть заменена ступенчатой q_ст, в которой усреднена нагрузка в пределах каждой из зон высотой до 10м. Допускается еще большее упрощение, когда нагрузка усредняется в пределах высоты колонны (от фундамента до отметки от нижнего пояса фермы)


Статический расчет рамы





В расчёте требуется определить значения усилий и моментов в сечениях 1 – 1, 2 – 2, 3 – 3 и 4 – 4 от постоянных нагрузок, от снеговой и ветровой нагрузок.

Усилия от постоянной нагрузки

Усилия в сечениях рамы от веса шатра.

M_A = M_B = M₁ = M₂= ql²/(12(k+2)) =326,2*30²/(12*(18,5+2)) = 1193,415 кгм = 1,193 Тм

M_С = M _D= M₃ = M₄ = -2 M₁ =  2386,83 кгм =  2,386 Тм

H_A = H_B = ql²/(4H*(k+2 )) = 326,2*30²/(4*18,5*(18,5+2) =193,527 кг = 0,193 Т

Q = |H_A | = 0,193 Т

В колонне в сечении х: M_qст = M_{q к}= 0

Только от веса шатра N_q = -q*l/2 =-326,2*30/2 = -4,893 Т/м ;

Только от веса стен и колонн N_qст+qk = -(q_ст+q_k)*x = const ;

Сечение 1 ,2 x = (h_o+H) = 3,1+18,5 = 21,6 м N_qст+qk = -(1,2+0,0973)*21,6 = -28,02т

Усилия от снеговой нагрузки

M_A = M_B = M₁ = M₂ = pl²/(12*(k+2)) = 588*30²/(12*(18,5+2) = 2151 кгм =2,151 Тм

M_С = M_D = M₃ = M₄ = -2 M₁ = -4302 кгм =-4,302 Тм

H_A = H_B = pl²/(4H*(k+2)) = 588*30²/(4*18,5*(18,5+2)) =8820 кгм =8,82 Т

V_A = V_B = pl/2 = 588*30/2 = 17280 кг = 17,3 Т

N_p = - V_А = -17,3 Т; Q_p = |H_A| = 2,1 Т

Усилия от ветровой нагрузки

M_A = M₁ = -(H²/24)*(5q_э+3q'_э)-H/4*(W+W') =

= -18,5²/24*(5*338,043+3*253,532)-18,5/4(1261,17+945,877 ) = -45160 кгм = -45,16 Тм

M_B=M₂=(H²/24)*(3q_э+5q'_э)+H/4*(W+W')=18,5²/30(3*338,043+5*253,532)+18,5/4(1261,17+945,877 )= =42750 кгм =42,75 Тм

M_C=M₃=(H²/24)*(q_э+3q'_э)+H/4*(W+W')=18,5²/30(338,043+3*253,532)+ 18,5/4(1261,17+945,877)=25870кгм= =25,87 Тм

M_D=M₄=-(H²/24)*(3q_э+q'_э)-H/4*(W+W')= 18,5²/24(3*338,043+253,532)- 18,5/4(1261,17+945,877)=

=28280 кгм= -28,28 Тм

H_A=(H/4)*(3q_э+q'_э)+0.5*(W+W') =18,5 /4(3*338,043+253,532)+0.5(1261,17+945,877) = 6970 кг= 6,97 Т

H_B = (H/4)*(q_э+3q'_э)+0.5*(W+W')=/ 18,54(338,043+3*253,532)+0,5(1261,17+945,877) =6180 кг= 6,18 Т

V_A = V_B = (H²/6*l) * (q_э+q'_э) + (H/2*l) * (W+W') = (²18,5/24*6) * (338,043+253,532) + +18,5/2*30*(1261,17+945,877) =1500кг = 1,5 Т

N_p^риг = - H_А +W+ q_э = -3710+1261,17+ 338,043= -1810 кг = 1,81 Т.

Определение усилий в сечениях рамы при расчётных сочетаниях нагрузок.

Расчётные усилия моменты, продольные усилия и перерезывающие силы в сечениях рамы 1, 2, 3, 4 от каждой из нагрузок раздельно приведены в таблице

Определение расчётных усилий для подбора сечения стержня колонны в плоскости действия

момента (в плоскости рамы) и из её плоскости.

В таблице (продолжение) приведены расчётные усилия в сечениях рамы в трёх сочетаниях нагрузок:

• 
  1-е сочетание: суммарная постоянная + снеговая нагрузки;
  
• 
  2-е сочетание: суммарная постоянная + ветровая нагрузки;
  
• 
  3-е сочетание: суммарная постоянная + 0,9*(снеговая + ветровая) нагрузки.
  

		1			2			3			4
		M	N	Q	M	N	Q	M	N	Q	M	N	Q
Покрытие	1	-1,19	-4,89	0,19	1,19	-4,89	-0,19	2,39	-4,89	0,19	-2,39	-4,89	-0,19
стены + колоны	1		-28,2			-28,2			-4,02			-4,02
Снег	1	-2,15	-8,82	0,35	2,15	-8,82	-0,35	4,3	-8,82	0,35	-4,3	-8,82	-0,35
	0,9	-1,94	-7,94	0,32	1,94	-7,94	-0,32	3,87	-7,94	0,32	-3,87	-7,94	-0,32
Ветер	1	45,16	1,81	-6,97	42,75	-1,81	6,18	-25,87	1,81	-0,71	-28,28	-1,81	-1,5
	0,9	40,64	1,63	-6,27	38,48	-1,63	5,56	-23,28	1,63	-0,64	-25,45	-1,63	-1,35
Пост + снег		-3,34	-41,9	0,54	3,34	-41,9	-0,54	6,69	-17,7	0,54	-6,69	-17,73	-0,54
Пост+ветер		-43,97	-5,63	6,77	41,55	-9,24	6,38	23,49	-5,63	0,91	-30,67	-6,7	3,2
Пост + 0.9*ветер + 0,9снег		-37,51	-8,85	5,76	35,34	-17	5,06	17,03	-13,8	0,52	-31,72	17	1,86

Анализ усилий и моментов показывает, расчётное сечение - в сечении 1 рамы, то есть правая колонна, 3-е сочетание нагрузок, верхняя треть расчётной длины:

М =43,97тм

N = -31,28т

Q = -6,78т
Для проверки прочности колонны из плоскости действия изгибающего момента определяется максимальный момент и сжимающая сила в средней трети расчётной длины верхней половины колонны и в средней трети расчётной длины нижней половины колонны, так как колонна имеет одну распорку. Значения момента и сжимающей силы можно определить по формулам или графически

2Проектирование стропильной фермы

заданного очертания

1. Определение усилий в элементах фермы.

И инженерных расчётах применяют следующую методику определения усилий в стержнях стропильных ферм. Вначале определяют усилия от вертикальной нагрузки, рассматривая ферму как свободно опёртую. Упругое прикрепление фермы к колоннам учитывают путём приложения к опорам шарнирно опёртой фермы рамных изгибающих моментов и продольной силы, которые берут из таблицы расчётных усилий колонны в верхних сечениях.

При расчёте фермы на вертикальные нагрузки предполагают, что в узлах – идеальные шарниры, стержни прямолинейны и их оси пересекаются в центре узлов. Внешние силы передаются на ферму в узлах. В стержнях возникают только осевые усилия.

1. 
   Определение усилий в каждом стержне фермы от единичной нагрузки, приложенной к узлам верхнего пояса левой половины фермы.
   

В курсовом проекте при определении усилий в стержнях фермы используется табличный метод расчёта на единичные узловые нагрузки, заданные на половине фермы (таблица 2).

По таблице 2. заполняются графы 3 и 4 таблицы 2.2.

Графа 6 таблицы 2.1 заполняется суммой значений граф 3 и 4 – получаем усилия в стержнях фермы от единичных нагрузок по всей ферме.

1. 
   Определение узловой нагрузки.
   

• 
  Узловая нагрузка собственного веса G_узл = abg,
  

где: а = 3м – длина панели по верхнему поясу,

В = 6м – шаг колонн

g = 3,262кН/м² - нагрузка от веса покрытия (табл. 1)

G_узл = 5,876т

• 
  Узловая снеговая нагрузка
  

Р = _f  В _т р₀ Ва

Р =0,098*1*6*3 =1,764т

3. 
   Определение усилий в стержнях фермы от расчётной узловой нагрузки
   

Определение усилий в стержнях приведено в таблице 2.

• 
  В гр. 6 – приведены усилия от нагрузки собственного веса покрытия, полученные умножением усилий от единичных нагрузок (гр. 5) на значение узловой нагрузки G.
  
• 
  В гр. 7 – приведены усилия от снеговой нагрузки, полученные умножением усилий от единичных нагрузок (гр. 5) на значение узловой нагрузки Р. Для раскоса "д-е" в гр. 7 пишем два значения усилий: первое снег на всей ферме и второе, когда снег на правой половине фермы, полученное умножением значения гр. 4 на Р. Таким образом получили значения усилия от снеговой нагрузки: положительное и отрицательное.
  
• 
  В гр 8 – приведены усилия "Н" от опорного момента (см. табл 12*):
  
• 
  Н = М^/h₀ = 7,57т
  

Отрицательный момент Моп даёт растяжение в верхнем поясе (+) и сжатие в нижнем (-). Влияние опорного момента сказывается только в крайних панелях.

• 
  В гр 9 – заполняем продольной силой в ригеле. Продольная сила действует как сжимающая на нижний пояс фермы. Сжимающая сила:
  
• 
  N= 0,52т
  
• 
  В графе 10 представлены расчётные усилия в элементах фермы, получены суммированием усилий от узловых нагрузок, момента и продольной силы в ригеле.
  

Верхний пояс – сжатие по всем панелям, максимальное сжатие в центральной панели.

Нижний пояс – растяжение по всем панелям. В крайней панели два случая: собственный вес (гр 6) минус сжимающее усилие от момента в ригеле (гр 8)и продольной силы в ригеле (гр 9) ветровой нагрузки и собственный вес (гр. 6) плюс усилие от снеговой нагрузки (гр 7) минус продольная сила в ригеле.

Раскосы – имеют расчётные усилия постоянного знака, сжаты или растянуты.

Наменование	№	Единичные усилия в кН			Ng	Nр	Nм	NQ	?N
		слева	справа	с двух сторон
Верхний пояс	1	0	0	0	0	0	-7.57	0	-7.57
	2	-5.9	-2.8	-8.7	-51.0864	-15.347	0	0	-66.43
	3	-5.9	-2.8	-8.7	-51.0864	-15.347	0	0	-66.43
	4	-6.2	-4.4	-10.6	-62.2432	-18.698	0	0	-80.94
	5	-6.2	-4.4	-10.6	-62.2432	-18.698	0	0	-80.94
Нижний пояс	6	3.9	1.6	5.5	32.296	9.702	7.57	-0.52	39.198
	7	6.5	3.7	10.2	59.894	17.99	0	0	77.88
	8	5	5	10	58.72	17.64	0	0	76.36
раскосы	9	-5	-2.1	-7.1	-41.69	-12.52	0	0	-54.21
	10	2.6	1.5	4.1	24.08	7.23	0	0	31.31
	11	-0.9	-1.4	-2.3	-13.51	-4.06	0	0	-17.57
	12	-0.5	1.2	0.7	4.11	1.235	0	0	5.35
	13	4.8	-1.3	0.5	2.94	8.47/-2.3	0	0	11.41/0.64
стойки	14	-0.5	0	-0.5	-2.94	-0.88	0	0	-3.82
	15	-1.0	0	-1	-5.872	-1.764	0	0	-7.64
	16	-1.0	0	-1	-5.872	-1.764	0	0	-7.64
	17	-0.5	0	-0.5	-2.94	-0.88	0	0	-3.82

2.2 Подбор сечений стержней стропильной фермы.

1. 
   Общие данные: _п =0,95; сталь –Вст3пс6 ; Ry=Ry / n=2612,5(2200)кг/см²;
   

_п – коэфф., учитывающий степень ответственности объекта. _п=0.95(0.8)

_ф.=14 мм.

Элемент	Длина элемента	Расчетная длина
		В плоскости фермы	Из плоскости фермы
Верх. пояс	3	3	3
Нижний пояс	6	6	18
Раскосы	3,95	3,16	3,95
	4,454	3,56	4,454
	5,058	4,05	5,058
Стойки	2,2	1,76	2,2
	2,963	2,37	2,963
	3,731	2,98	3,731
	4,075	3,26	4,075

Подбор сечения верхнего пояса.
Максимальное усилие в верхнем поясе: Nmax= - 80.64 т.

[]^-=120;

Покрытие по прогонам  l₀=300 cм.; lx=x l₀=1300=300 cм.;

l₁=600 см.; ly=2lх=1300=600 см.;

Принимаем сечение №1 и проводим расчет методом последовательных приближений.

Задаемся ₀=100по графику ₀=0,522 тогда:

₀ – гибкость стержня; ₀ – коэфф. продольного изгиба.

Атреб=Nmax / (₀Ryc)=80940/(0.5222750)=56,385 cм²

c - коэфф. условия работы элемента

По сортаменту берем 2 уголка: 2   160х100х10. А^{ } =50,6 cм²

r_х=5,13 см; r_y=7,84см ;  x = l_x / r_x = 300 /5,13=58,48

_y = l_y / r_y = 600 / 7,84 =38,27

max=58,48  min=0,797; max=58,48<[]^-=120;

Проверка: =Nmax / (min А^{ }c)=80940/(0,79750,61)= 2007,03 кг/ cм²

К=/Ry = 2070 /2421=0.76  недогруз 14% 

сечение выбрано правильно
Расчетная длина НП равна расстоянию между центрами узлов, т.е. длине панели l_x = l₀ =d

Расчетная длина из плоскости фермы равна расстоянию между узлами НП, закрепленными пространственными связями от горизонтальных смещений из плоскости фермы l_y=l₁ и зависит от схемы размещения этих связей.
Подбор сечения нижнего пояса.

Nmax=48 т.; []=400

l₀ =600 cм.; l_x=_x l₀ =1600=600 cм.;

l₁=1200 см.; l_y=_yl₁=11800=1800 см.;

Атреб=Nmax / (Ryc)= 77880/(27501)=28,32 cм²
По сортаменту берем 2 уголка: 2   125х6\80х8, А^{ } =32 cм²

rx=4; ry=6,27;  x = lx / rx = 600 / 6,27=150

y = ly / ry = 1800 /6,27 =287,08

max=287,08<[]= 420;

Проверка: =Nmax / ( А^{ }c)= 77880/(321)= 2434 кг/ cм²

К=/Ry=2434/2612,5=0.93  недогруз 2% 

сечение проходит по прочности и по гибкости

Подбор сечения раскосов.
Сжатый (а-б);
Максимальное усилие в верхнем поясе: Nmax= - 54,21 т.

[]^-=120;

.;

Принимаем сечение №1 и проводим расчет методом последовательных приближений.

Задаемся ₀=90по графику ₀=0,593 тогда:

₀ – гибкость стержня; ₀ – коэфф. продольного изгиба.

Атреб=Nmax / (₀Ryc)=54210/(0.5932750)=33,24 cм²

c - коэфф. условия работы элемента

По сортаменту берем 2 уголка: 2   140х90х8. А^{ } =36 cм²

r_х=4,49 см; r_y=6,86см ;  x = l_x / r_x = 316 /4,49=70,37

_y = l_y / r_y = 395 / 6,86 =57,6

max=70,37  min=0,742; max=70,37<[]^-=120;

Проверка: =Nmax / (min А^{ }c)=54210/(0,742361)= 2029,43 кг/ cм²

К=/Ry = 2029,43 /2612,5=0.78  недогруз 12% 

сечение выбрано правильно


Сжатый (г-д);

Максимальное усилие в верхнем поясе: Nmax= - 17,57 т.

[]^-=120;

.;

Принимаем сечение №1 и проводим расчет методом последовательных приближений.

Задаемся ₀=90по графику ₀=0,593 тогда:

₀ – гибкость стержня; ₀ – коэфф. продольного изгиба.

Атреб=Nmax / (₀Ryc)=17570/(0.5932750)=10,77 cм²

c - коэфф. условия работы элемента

По сортаменту берем 2 уголка: 2   100х63х6. А^{ } =9,59*2 cм²

r_х=3,2 см; r_y=5,07см ;  x = l_x / r_x = 356 /3,2=111,25

_y = l_y / r_y = 445 /5,07 =87,77

max=111,25  min=0,458; max=111,25<[]^-=120;

Проверка: =Nmax / (min А^{ }c)=17570/(0,4589,59*21)= 2000,13 кг/ cм²

К=/Ry = 2000,13 /2612,5=0.76  недогруз 14% 

сечение выбрано правильно
Сжатый (ж-и);
Максимальное усилие в верхнем поясе: Nmax= - 11,41 т.

[]^-=120;

.;

Принимаем сечение №1 и проводим расчет методом последовательных приближений.

Задаемся ₀=90по графику ₀=0,593 тогда:

₀ – гибкость стержня; ₀ – коэфф. продольного изгиба.

Атреб=Nmax / (₀Ryc)=11410/(0.5932750)=6,99 cм²

c - коэфф. условия работы элемента

По сортаменту берем 2 уголка: 2   100х63х6. А^{ } =9,59*2 cм²

r_х=3,2 см; r_y=5,07см ;  x = l_x / r_x = 405 /3,2=126

_y = l_y / r_y = 506 /5,07 =99,8

max=126  min=0,298; max=126>[]^-=120;

Проверка: =Nmax / (min А^{ }c)=11410/(0,2989,59*21)= 1729.33 кг/ cм²

К=/Ry = 2000,13 /2612,5=0.66  недогруз 24% 

сечение выбрано правильно
Растянутый (б-в);
Nmax = 31.31т.; [] = 400

Атреб = Nmax / (Ryc)=31310/(27501)=11.39 cм²

По сортаменту берем 2 уголка: 63х6 А^{ } = 7.28*2 cм²,

rx=1,93; ry= 3.44;  x = lx / rx = 316 / 1,93=163.7

y = ly / ry = 395 /3.44 =114.83

max=163.7<[]=+421;

Проверка: =Nmax / ( А^{ }c)=31310/(7,28*21)= 2150.41т кг/ cм²

К=/Ry=2150.41/2200=0.97  недогруз 2%

Раскос (д-е);

Nmax= 5,35 т. []^-=400;

:

Атреб = Nmax / (Ryc)=5350/(27501)= 1,95cм²

По сортаменту берем 2 уголка: 2   50х5. А^{ } =4,8*2 cм²

rx=1,53; ry=2,61;  x = lx / rx = 356 /1,53 = 232,68

y = ly / ry = 445 / 2,61 = 170,5

max= 232,68 <[]^- = 400;

Проверка: =Nmax / (А^{ }c) = 5350/(4,8*2)= 557,3,1кг/ cм²


Подбор сечения сжатых не опорных стоек.
Стойка (в-г);

N= -7,64т. []^-=157,8;

Подбор ведётся по предельной гибкости.

r^треб._x= l_x/[] = 1,5, r^треб._y= l_y/[] = 1,88.

По сортаменту берем 2 уголка: 2   63х4 А^{ } = 4,96*2cм²

r_x= 1,95; r_y= 3,09;

x = lx / rx = 237 / 1,95 = 121,54,

y = ly / ry = 296 / 3,09 = 95,79

max = 121,54  min = 0,398; max= 121,54 <[]^- = 157,9

Проверка: =Nmax / (min А^{ }c) = 7640/(0,3984,96*2)= 1935,08г/ cм².

К=/Ryc =1935/2200 = 0,88.  недогруз 12% сечение выбрано правильно

.

Стойка (е-ж);

N= -7,64т. []^-=157,8;

Подбор ведётся по предельной гибкости.

r^треб._x= l_x/[] = 1,89 , r^треб._y= l_y/[] = 2,36.

По сортаменту берем 2 уголка: 2   70х5 А^{ } = 6,86*2cм²

r_x= 2,16; r_y= 3,38;

x = lx / rx = 298 / 2,16 = 137,96,

y = ly / ry = 373 / 3,38 = 110,35

max = 137,96  min = 0,298; max= 137,96 <[]^- = 157,9

Проверка: =Nmax / (min А^{ }c) = 7640/(0,2986,86*2)= 1868,63г/ cм².

К=/Ryc =1868,63/2200 = 0,85.  недогруз 15% сечение выбрано правильно
2.3Расчет узлов стропильной фермы.
По расположению на ферме, конструкции и характеру работы узлы условно делят на опорные, промежуточные и укрупнительные; по месту изготовления – на заводские и монтажные.

Основной принцип проектирования узлов фермы – оси всех стержней должны пересекаться в одной точке – центре узла.

Сварной габарит для фасонки _ф = 14мм.

Расчётные длины l^О_{W ТР} и по перу l^П_WТР находится по формулам:

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C , l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C .

где  - коэф – т, зависящий от формы уголка,

N – расчётное усилие в стержне,

_f - коэф – т глубины проплавки. Для ручной сварки _f = 0,7.

К_f – катет шва назначается в зависимости от _ф и _у. 4мм К⁰_f  1,2*_min _ф и _у

4мм К^п_f  _у – 2мм.

_C - коэф – т условия работы конструкции _C = 1.

Для стали Вст3пс6 и электрода Э42 R_Wf = 1850 кг/см².

Расчет промежуточных узлов.
Верхний пояс.

Узел1:

PАСКОС: а-б

N = 54210 кг

4мм  К⁰_f  1,2*_min = 1,2*0,7 = 0,8 К_f^О = 8 мм – катет шва по обушку;

4мм К^п_f  _у – 2мм. К^п_f  0,7-0,2 = 0,5 см К_f^П= 5 мм – катет шва по перу.

^О=0,75; ^П=0,25 – коэфф., неравномерности распределения усилий

_f= 0,7 - коэфф., глубины проплавления по металлу шва для полуавт. сварки.

R_Wf =1850– расчетное сопротивление углового сварного шва по металлу шва

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O* R_Wf *_C=0.5*0.75*54210 / 0.7*0.8*1850=19,62 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*54210 / 0,7*0,5*1850=8,72 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1=11,8+1=20,62 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=6,3+1=9,7cм.
б-в

N=31310 кг

К_f^О= 6 мм; К_f^П=4 мм ; ^О=0,7; ^П=0,3

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.7*31310 / 0.7*0.6 *1850= 14,1 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,3*31310 / 0,7*0,4*1850= 9,1 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1= 14,1 +1= 15,1 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=9,1 +1=10,1 cм.
4-в.

N= 66430 кг

К_f^О= 10 мм; К_f^П= 0,8мм ; ^О=0,75; ^П=0,25

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*66430 / 0.7*1*1850 = 11,4 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*66430 / 0,7*0,8*1850= 4,8 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1=11,4+1=12,4 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=4,8 +1=5,8 cм.
3-а

N= 7570 кг

К_f^О=10 мм; К_f^П=8 мм ; ^О=0,75 ^П=0,25

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*7570 / 0.7*1*1850=3,9 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*7570 / 0,7*0,8*1850= 1,6 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1=3,9+1=4,9 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=1,6+1=2,6 cм. l^П_ТР = 4 cм
Узел2:
5-г

N= 7640 кг

К_f^О= 10 мм; К_f^П= 0,8мм ; ^О=0,75; ^П=0,25

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*39500 / 0.7*1*1850 = 11,4 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*39500 / 0,7*0,8*1850= 4,8 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1=11,4+1=12,4 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=4,8 +1=5,8 cм.
4-в.

N= 39500 кг

К_f^О= 10 мм; К_f^П= 0,8мм ; ^О=0,75; ^П=0,25

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*39500 / 0.7*1*1850 = 11,4 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*39500 / 0,7*0,8*1850= 4,8 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1=11,4+1=12,4 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=4,8 +1=5,8 cм.
в-г

N=5900 кг

К_f^О=6 мм; К_f^П=4 мм ; ^О=0,75; ^П=0,25

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*5900 / 0.7*0.6*1850= 2,9 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*5900 / 0,7*0,4*1850= 1,9 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1= 2,9 +1= 3,9 cм. l^O_ТР = 4 cм

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1= 1,9 +1= 2,9 cм. l^П_ТР = 4 cм


Узел3:
5-г

N= 39500 кг

К_f^О= 10 мм; К_f^П= 0,8мм ; ^О=0,75; ^П=0,25

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*39500 / 0.7*1*1850 = 11,4 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*39500 / 0,7*0,8*1850= 4,8 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1=11,4+1=12,4 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=4,8 +1=5,8 cм.
6-е

N= 44400 кг

К_f^О= 8 мм; К_f^П= 6 мм ; ^О=0,75; ^П=0,25

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*44400 / 0.7*0,8*1850=,16,1 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*444000 / 0,7*0,6*1850= 7,1 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1= 16,1 +1= 17,1 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1= 7,1 +1= 8,1 cм.
г-д

N= 13900 кг

К_f^О= 8 мм; К_f^П= 6 мм ; ^О=0,7; ^П=0,3

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.7*13900 / 0.7*0,8*1850 = 4,7 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,3*13900 / 0,7*0,6*1850= 3,7 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1 = 4,7+1= 5,7 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} + 1 = 3,7 + 1 = 4,7 cм.
д-е

N= 6850 кг

К_f^О= 6 мм; К_f^П=4 мм ; ^О=0,7 ^П=0,3

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.7*6850 / 0.7*0,6*1850= 3,1 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,3*6850 / 0,7*0,4*1850 = 2 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1=3,1+1=4,1 cм. l^O_ТР = 4 cм

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=2+1=3 cм. l^П_ТР = 4 cм
Нижний пояс.
Узел1:

PАСКОС: а-б

N = 32600 кг

4мм  К⁰_f  1,2*_min = 1,2*0,7 = 0,8 К_f^О = 8 мм

4мм К^п_f  _у – 2мм. К^п_f  0,7-0,2 = 0,5 см К_f^П= 5 мм

^О=0,75; ^П=0,25, _f= 0,7

R_Wf =1850

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O* R_Wf *_C=0.5*0.75*32600 / 0.7*0.8*1850=11,8 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*32600 / 0,7*0,5*1850*0.95=6,3 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1=11,8+1=12,8 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=6,3+1=7,3 cм.
б-в

N=18200 кг

К_f^О= 6 мм; К_f^П= 4 мм ; ^О=0,7; ^П=0,3

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.7*18200 / 0.7*0.6 *1850= 8,2 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,3*18200 / 0,7*0,4*1850= 5,3 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1= 8,2 +1= 9,2 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1=5,3 +1=6,3 cм.
1-б.

N= 27800 кг

К_f^О= 8 мм; К_f^П= 6 мм ; ^О=0,75; ^П=0,25.

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*27800 / 0.7*0.8 *1850= 10,1 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*27800 / 0,7*0,6*1850= 4,5 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1 = 10,1 +1 = 11,1 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1 = 4,5 +1 = 5,5 cм.
1-д

N= 48000 кг

К_f^О= 8 мм; К_f^П= 6 мм ; ^О=0,75; ^П=0,25.

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*48000 / 0.7*0.8 *1850= 17,4 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*48000 / 0,7*0,6*1850= 7,7 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1 = 17,4 +1= 18,4 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1 = 7,7 +1 = 8,7 cм.
в-г

N=5900 кг

К_f^О=6 мм; К_f^П=4 мм ; ^О=0,75; ^П=0,25

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O*R_Wf*_C=0.5*0.75*5900 / 0.7*0.6*1850= 2,9 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*5900 / 0,7*0,4*1850= 1,9 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1= 2,9 +1= 3,9 cм. l^O_ТР = 4 cм

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1= 1,9 +1= 2,9 cм. l^П_ТР = 4 cм
Конструирование и расчёт верхнего опорного узла.
N= 13500 кг

Верхний пояс: 140х90х10
4мм  К⁰_f  1,2*_min = 1,2*12 = 14 К_f^О = 14 мм

4мм К^п_f  _у – 2мм. К^п_f  10-0,2 = 0,8 см К_f^П= 8 мм

^О=0,75; ^П=0,25, _f= 0,7

R_Wf =1850

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O* R_Wf *_C=0.5*0.75*13500 / 0.7*1,4*1850= 2,8 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*13500 / 0,7*0,8*1850= 1,6 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1= 2,8 +1= 3,8 cм. l^O_ТР = 4 cм

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1= 1,6 +1= 2,6 cм. l^П_ТР = 4 cм

Высота фланца: t = 28,5см.

Расчёт швов, крепящих фасонку к фланцу.
К_f = 14мм

L_w = t – 1 = 27,5см.

Условие
Принимаем болты 40Х “селект” (4штуки)


Конструирование и расчёт нижнего опорного узла.
N= 27800 кг

Нижний пояс: 100х63х7
4мм  К⁰_f  1,2*_min = 1,2*0,7 = 8 К_f^О = 8 мм

4мм К^п_f  _у – 2мм. К^п_f  8-2 = 0,6 см К_f^П= 6 мм

^О=0,75; ^П=0,25, _f= 0,7

R_Wf =1850

l^О_{W ТР}=0.5*^O*N / _f*K_f^O* R_Wf *_C=0.5*0.75*27800 / 0.7*0,8*1850= 10,1 см.

l^П_WТР=0,5*^П*N / _f*K_f^П *R_Wf*_C=0,5*0,25*27800 / 0,7*0,6*1850= 4,5 см.

l^O_ТР= l^О_{W ТР} + 1= 10,1 +1= 11,1 cм.

l^П_ТР= l^П_{W ТР} +1= 4,5 +1= 5,5 cм.

Раскос : а-б l^O_ТР= 12,8см. l^П_ТР= 6,2см.

Высота фланца: t = 31см.
Расчёт фланца.

Толщину фланца принимаем 20мм, как и в верхнем опорном узле. Болты теже.

Требуемая толщина по условию смятия:
Высота фланца: t = 31см
Опорный столик.

Привариваем к колонне двумя швами, катет каждого из них принимаем:


Конструирование и расчёт нижнего укрупнительного узла.
Конструируем нижний укрупнительный узел так, чтобы все болты были равно растянуты, . болтовое соединение должно быть симметрично относительно центра узла. Задаёмся числом болтов 4.
Задаёмся маркой ВПБ – 40 “селект”.

Расчётное сопротивление растяжению материала ВПБ R_bh = 0.7*R_bun.

R_bun – наименьшее временное сопротивление болтов разрыву и зависит от марки стали.

Проверка несущей способности фланцевого соединения.
1. По несущей способности болтов:
где - несущая способность болтов на растяжение.

2. По сварному шву:

3. 
   По изгибу:
   

Конструирование и расчёт верхнего укрупнительного узла.
Верхний укрупнительный узел вычерчивается без расчётов.
3 Расчет колонны.
Колонны производственных зданий без мостовых кранов и с кранами грузоподъемностью до 20 т проектируют сплошными постоянного по высоте сечения. Сечение обычно симметричное двутавровое, скомпонованное из трех листов:

• 
  стенки размером h_СТ_СТ
  
• 
  двух поясов размером b_П_П
  

Расчетные усилия.

Значения M, Q, N определяют по расчетам поперечной рамы каркаса.

M=22,610⁵ кг Q=31,610³ кг N=310³ кг

H=1120 см. – геометрическая длина стержня колонны

l_X=H=1120 см. - расчетная длина в плоскости рамы при жестком сопряжении ригеля к колонне

l_У=0,5H=560 см. расчетная длина из плоскости фермы.

R_У=2300 кг/см² – расчетное сопротивление стали.

Задаемся гибкостью колонны в плоскости рамы _X^Н=70

Определяем ориентировочную высоту сечения колонны h=l_X/0.42*_X=1120/0.42*70=38,1см

r_X=0.42*h=0.43*38,1=16,4 радиус инерции,

_X=0.35*h=0.35*38,1=13,3 – радиус ядра сечения

_X=_X*R_У/E=70*0.030=2.1 условная гибкость

e_X=M_X/N=2260000/31600= 71,5 см.

m_X^Н=e_X/_X=1,25*е_X*_X/l_X=

=1.25*71,5*70/1120= 5,6 см. – относительный эксцентриситет

по таблице определяем коэффициент =1,25 z=A_П/А_СТ=0,5

m₁=*m_X=1.25*5,6= 7

Зная величину _X и m₁ по графику находим коэффициент ^Н_EX=0.17 и определяем требуемую площадь сечения А_ТРЕБ=N/^Н_EX*R_У*_С=31600/0.17*2300*0.95=85,1 см²

По требуемой площади компонуем сечение из трех листов

Задаем h_СТ=38 см.. _СТ^ТР=h_СТ/70=0,54см. берем _СТ=0.8 см., h_СТ/_СТ=38/0,8=47.5<80

Определяем требуемую площадь полки А_П=0,5*(А_ТР–h_СТ*_СТ)=

=0,5*(85,1 – 38*0.8)=27,4 см²

Определяем ширину полки b_П^ТР=l_У/25=560/25=22,4 см., по сортаменту принимаем стандартную ширину – 22 см.

Определяем толщину полки

А) из условия прочности _П=А_П/b_П=27,4/22=1,25 см.

Б) из условия местной устойчивости _П=b_П/(0,72+0,2*_X)*(Е/R_У)=

=22/(0,72+0,2*2,1)*33,33=0,57 см.

По сортаменту назначаем стандартную толщину – 1,4 см.
Определение статических и геометрических характеристик

выбранного сечения.

h=h_СТ+2*_П=40+2*3,0=46 см.

А=h_СТ*_СТ + 2*b_П*_П=38*0,8+2*22*1.4=92 см²

_X=_СТ*h_СТ³/12 + 2*[_П*b_П*(h_СТ/2 + _СТ/2)²]=

=0.8*38³/12 + 2*[1.4*22*(38/2 + 0,8/2)²]=26842 cм⁴

W_X=_X/(h_СТ/2 + _П)=26842/(38/2 + 1.4)=1316 см³

_У=h_СТ*_СТ³/12 + 2*b_П³*_П/12=38*0,8³/12 + 2*22³*1.4/12=2486,2 см⁴

r_X=_X/A=26842/92=17,1 cм

r_У=_У/А=2486,2/92=5,2 см

_X=W_X/A=1316/92=14,3 см


Проверка общей устойчивости относительно оси X (в плоскости действия момента или в плоскости рамы).
_X=l_X/r_X=1120/17,1=65,5 < []=120 – фактическая гибкость колонны.

_X=_X*R_У/E=65,5*0.030=1.97

e_X=M_X/N=2260000/31600= 71,5 см

m_X=e_X/_X= 71,5/14,3= 5,1 см

= 1,25 z=0,5 m_ef=*m_X=1,25*5,1= 6,4 _e=0,182

₁=N/A*_e=31600/92*0.182=1987 кг/см²У=2300 кг/см², ₁/R_У=1987/2300=0,86
Проверка общей устойчивости относительно оси У (из плоскости действия момента или в плоскости стенового фахверка).
Исходные данные: M_1/3=20,8*10⁵ кг., N_1/3=35,7*10³ кг.

е_X= M_1/3 / N_1/3=2080000/35700= 58,3 см

m_X=e_X/_X=58,3/14,3=4,1 см

_У=l_У/r_У=560/5,2= 108 по графику _У=0,53

_У=108  _C97  =1,1

=0.65+0.05*m_X=0.65+0.05*4,1=0,855

c=/(1+*m_X)=1,1/(1+0,855*4,1)=0,3

₂=N_1/3 / c*_У*A=35700/0,3*0,53*92=2400,1 кг/см²> 2300 кг/см², ₂/R_У=2400,1/2300=1,04.
Проверка местной устойчивости стенки колонны.

=Q/h_СТ*_СТ=3000/38*0,8= 98,7 кг/см²

y_C=y_P=h_СТ/2=38/2=19 см.

_С=N/A+M_X*y_C/_X=31600/92+2260000*19/26842=1943,2кг/см²

_P=N/A-M_X*y_C/_X=31600/92-2260000*19/26842= 1256,2кг/см²

=(_С_P)/_C=(1943,2+1256,2)/1943,2=1.65 >1

=1.4*(2* 1)*/_C=1.4*(2*1.65 1)*98,7/1943,2=0,16

[_СТ]=[h_СТ/_СТ]=183>114  [_СТ]=114

_СТ= h_СТ/_СТ=38/0,8=47,5<[_СТ]=114
Проверка местной устойчивости полки.

[b_СВ/_П]=0.5* [b_П/_П]=0.5*(0,72+0,2*_X)*(Е/R_У)=0.5*(0,72+0,2*2.1)*33,33=18.9

b_СВ/_П=0,5*b_П/_П=0,5*22/1.4=7.85
Проверка прочности стержня колонны.

₄=N/A+M_X/W_X=31600/92 + 2260000/1316=2061 кг/см² < 2300 кг/см²

₄/R_У=2061/2300=0.90

d_Б=20 мм., d₀=d_Б+3=23 мм., А_НЕТТО=А – 2*d₀*_П=92-2*2,3*1.4=85,56 см².

S₀=d₀*_П*(h - _П)/2=2,3*1.4*(38-1.4)/2=58,93 см³., y_C=S₀/A_Н=58,93/85,56=0,69 см.,

⁰_Xc=2*d₀*_П*[(h-_П)/2 + y_C]²=2*2.3*1.4*[(38 – 1.4)/2 + 0.69]²=2322,4 см⁴

_НЕТТО=_X+A*y_C² - ⁰_Xc=26842 +92*0.69² – 2322,4=24563,4 cм⁴

W_НЕТТО=_НЕТТО/(0,5*h + 0.63)=24563,4/(0.5*38.0 + 0.63)=1251,3 см³

C_X=1.12

₅/R_У=(N/A_НЕТТО*R_У*_C)ⁿ + M_X/C_X*W_НЕТТО*R_У*_C=

=(31600/85,56*2300*0.95)^1.5 + 2260000/1.12*1251,3*2300*0.95=0.069+0.773=0.84

₅/R_У=0,84 < 1

---