Расчёт и конструирование узла фермы
Содержание
Исходные данные……………………………………………………………..2
1. Определение геометрических характеристик размеров стропильной фермы.…………………………….....................................................................3
2.Нагрузки, действующие на ферму………………………………………...3
2.1. Постоянная нагрузка от веса конструкции при шаге ферм……………………………………….........................................................3
2.2. Снеговая нагрузка………………………………………………………...3
3. Расчет фермы………………………………………………………………..4
3.1. Нагрузки, действующие на ферму……………………………………….4
3.2. Расчетные данные фермы………………….……………………………..5
4. Подбор сечения элементов фермы…………………………………….......6
5. Расчет и конструирование узлов фермы…………………………………..14
Список литературы…………………………………………………………….15
Исходные данные.
Район строительства - г. Астрахань
Пролет фермы – L=24 м
Шаг ферм – T= 6 м
Тип кровли – теплая
Сталь- С235
Снеговая нагрузка S0 = 0,8 кН/м2
Расчетное сопротивление стали С 235 Ry = 235 мПа = 
Определение геометрических характеристик размеров стропильной фермы.
hоп = 1,2 м
hср = hоп + i*(L/2)
hср = 1,2+(1/10)*(24/2) = 2,4 м.
Нагрузки, действующие на ферму (при шаге ферм 6 м).
2.1. Постоянная нагрузка от веса конструкции при шаге ферм Т=6м.
Таблица 1.
|
|
|
| № п/п | Состав кровли | Нормативная нагрузка, кПа | Коэффициент надежности γm | Расчётная нагрузка, (Z) |
| 1. | Гидроизоляция | 0.30 | 1.3 | 0.39 |
| 2. | Утеплитель | 1 | 1.3 | 1,3 |
| 3. | Пароизоляция | 0.05 | 1.3 | 0.065 |
| 4. | Профнастил | 0,16 | 1.05 | 0,32 |
| 5. | Прогоны и фермы | 0.3 | 1.05 | 0.32 |
| Итого: q = 2,245 |
Расчетная постоянная нагрузка при шаге ферм Т = 6 м:
qn = q*Т
qn = 2,245*6 = 13,47 кН/м
Снеговая нагрузка.
Расчетное значение снеговой нагрузки при шаге ферм Т = 6 м.
Р=( Z+ S0) * Т * d,
P= (2,245+0,8)*6*3= 54,81 кН/м,
где S0 = 0,8 кН/м2 – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли ;
Z = 2,245 – расчетная нагрузка;
Т = 6 м - шаг фермы;
d= 3 м- ширина грузовой площади (горизонтальная проекция длины панели верхнего пояса)
Расчет фермы.
Усилие в стержнях фермы узловой нагрузки.
Таблица 2.
|
|
|
| № п/п | Номер элемента | Усилие единичное | Усилие расчетное (N) |
| 1 | 1-10 | 7 | 383,67 |
| 2 | 2-10 | 7,8 | 427,52 |
| 3 | 10-11 | 2,3 | 126,06 |
| 4 | 9-19 | 7,8 | 427,52 |
| 5 | 1-13 | 9 | 493,29 |
| 6 | 12-13 | 0,2 | 10,96 |
| 7 | 12-16 | 0,2 | 10,96 |
| 8 | 13-17 | 0,2 | 10,96 |
| 9 | 12-17 | 0,2 | 10,96 |
| 10 | 12-18 | 1,2 | 65,77 |
| 11 | 17-18 | 0,9 | 49,33 |
| 12 | 13-14 | 1,3 | 71,25 |
| 13 | 14-16 | 1,3 | 71,25 |
| 14 | 10-16 | 2,1 | 115,10 |
| 15 | 16-19 | 2,1 | 115,10 |
| 16 | 14-15 | 1,6 | 87,70 |
| 17 | 12-15 | 1,2 | 65,77 |
| 18 | 15-16 | 1,4 | 76,73 |
| 19 | 11-17 | 1,2 | 65,77 |
| 20 | 11-18 | 2,1 | 115,10 |
| 21 | 11-12 | 1 | 54,81 |
| 22 | 11-19 | 2,3 | 126,06 |
| 23 | 4-12 | 9,1 | 498,77 |
| 24 | 1-16 | 9,1 | 498,77 |
| 25 | 7-13 | 9,1 | 498,77 |
| 26 | 6-15 | 8,2 | 449,44 |
| 27 | 5-14 | 8,2 | 449,44 |
| 28 | 8-18 | 9,1 | 498,77 |
| 29 | 3-11 | 9,1 | 498,77 |
| 30 | 7-17 | 9,1 | 498,77 |
Расчетные данные элементов фермы.
Верхний пояс:
l = 301,5 см
Нижний пояс:
l = 600 см
Раскосы:
2-10 l = 335,5 см 16-7 l = 366 см
10-11 l = 335,5 см 7-17 l = 366 см
13-5 l = 366 см 19-8 l = 335,5 см
|
|
|
5-14 l = 366 см 8-20 l = 335,5 см
Стойки:
4-12 l = 180 см
6-15 l = 240 см
8-18 l = 180 см
Подбор сечений элементов фермы.
Верхний пояс фермы.
Минимальный уголок 63×40х5.
Верхний пояс проектируется из двух неравнополочных уголков в виде тавра.
Подбор площади сечения в верхнем поясе производится из расчета на устойчивость по наибольшему сжимающему усилию N= 498.77 кН.
где 
- коэффициент продольного изгиба сжатых элементов;
-коэффициент условий работы конструкций;
(по заданию)
По сортаменту принимаем: ∟125х80х10, А=15,5 
, ix = 3,98 см.
Проверка на устойчивость принятого сечения:
Где 
= [200] – предельная гибкость.
Проверка выполняется.
По гибкости 
находим коэффициент 
=0,754
Проверка прочности:
Условие выполняется.
Верхний пояс подобран ∟125х80х10.
Нижний пояс фермы.
Нижний пояс фермы проектируется из двух неравнополочных уголков.
Подбор площади сечения в нижнем поясе производится из расчета на устойчивость по наибольшему растягивающему усилию N=493,29кН.
|
|
|
где -коэффициент условия работы конструкций;
(по заданию)
По сортаменту принимаем: ∟100х63х7, А=11,1 , ix = 3,19 см.
Проверка гибкости принятого сечения:
Где = [400] – предельная гибкость.
Проверка выполняется.
Проверка прочности:
Условие выполняется.
Нижний пояс подобран ∟100х63х7.
Раскос 5-13 (сжатие)
Подбор площади сечения в раскосе 5-13 производится из расчета на устойчивость по наибольшему сжимающему усилию N=498,77кН.
где - коэффициент продольного изгиба сжатых элементов;
-коэффициент условия работы конструкций;
(по заданию)
По сортаменту принимаем: ∟125хх80х8, А=16 , ix = 4 см.
Проверка на устойчивость принятого сечения:
Проверка выполняется.
По гибкости находим коэффициент =0,542
Проверка прочности:
Условие не выполняется.
Для раскоса 5-13 подбираем ∟125х80х10, А=19,7 , ix = 3,98 см.
Проверка на устойчивость принятого сечения:
Проверка выполняется.
По гибкости находим коэффициент =0,542
Проверка прочности:
Условие выполняется.
Раскос 5-13 подобран ∟125х80х10.
Раскос 10-11 (растяжение)
Подбор площади сечения в раскосе 10-11 производится из расчета на устойчивость по наибольшему растягивающему усилию N=126,06кН.
-коэффициент условия работы конструкций;
(по заданию)
По сортаменту принимаем: ∟63хх40х5, А=4,98 , ix = 2 см.
Проверка на устойчивость принятого сечения:
Проверка выполняется.
Проверка прочности:
Условие выполняется.
Раскос 10-11 подобран ∟63х40х5.
Раскос 2-10(сжатие)
Подбор площади сечения в раскосе 2-10 производится из расчета на устойчивость по наибольшему сжимающему усилию N= 427,52 кН.
где - коэффициент продольного изгиба сжатых элементов;
-коэффициент условия работы конструкций;
(по заданию)
По сортаменту принимаем: ∟125х80х8, А=16 , ix = 4 см.
Проверка на устойчивость принятого сечения:
Проверка выполняется.
По наибольшей гибкости находим коэффициент =0,612
Проверка прочности:
Условие выполняется.
Раскос 2-10 подобран ∟125х80х8.
Раскос 5-14 (растяжение)
Подбор площади сечения в раскосе 10-11 производится из расчета на устойчивость по наибольшему растягивающему усилию N=449,44кН.
-коэффициент условия работы конструкций;
(по заданию)
По сортаменту принимаем: ∟100х63х7, А=11,1 , ix = 3,19 см.
Проверка на устойчивость принятого сечения:
Проверка выполняется.
Проверка прочности:
Условие выполняется.
Раскос 5-14 подобран ∟100х63х7.
Стойка 4-12(сжатие)
Проектируется из двух неравнополочных уголков.
Наибольшее сжимающее усилие N=498,77кН.
где - коэффициент продольного изгиба сжатых элементов;
-коэффициент условия работы конструкций;
(по заданию)
По сортаменту принимаем: ∟125х80х8, А=16 , ix = 4 см.
Проверка на устойчивость принятого сечения:
Проверка выполняется.
По наибольшей гибкости находим коэффициент х =0,852
Проверка прочности:
Условие выполняется.
Стойка 4-12 подобрана ∟125х80х8.
Стойка 6-15(сжатие)
Проектируется из двух неравнополочных уголков.
Наибольшее сжимающее усилие N=449,77кН.
где - коэффициент продольного изгиба сжатых элементов;
-коэффициент условия работы конструкций;
(по заданию)
По сортаменту принимаем: ∟100х63х10, А=15,5 , ix = 3,15 см.
Проверка на устойчивость принятого сечения:
Проверка выполняется.
По наибольшей гибкости находим коэффициент =0,686
Проверка прочности:
Условие выполняется.
Стойка 6-15 подобрана ∟100х63х10.
Расчёт и конструирование узла фермы.
Расчёт узлов фермы выполняется с целью определения длин сварных швов прикрепляющих элементов решёток в ее узлах и определении размеров фасонок.
Катеты принимаются:
кf об ≤1,2t кратно 2 мм – катет по обушку;
кf n на 1-2 мм меньше толщины стенки уголка, кратно 2 мм – катет по перу;
Минимальный катет шва – 4мм;
Минимальная длина шва – 50 мм.
Длина швов определяется по формулам:
N – усилие, которое воспринимает шов;
=1 – коэффициент для ручной сварки;
0,3;0,7 – доля распределения усилия по сварному шву;
- расчетное сопротивление углового сварного шва в мПа,
= 20 мПа (электрод Э-42).
Раскос 2-10(опорный).
∟125х80х8;
=1,2*8=9,6 мм
=7,6мм
N=427,52кН
Список литературы
1. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействие»
2. СНиП II-23-83* «Стальные конструкции. Нормы проектирования»
3. Мандриков С.П. «Примеры расчёта металлических конструкций»
4. Беленя «Металлические конструкции»
5. ГОСТ 8510-72 «Сталь прокатная угловая неравнополочная»
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 837; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!