Расчет и конструирование стропильной фермы.

Исходные данные для расчёта: 1. Шаг пролёта L – 18м 2. Шаг колонн В – 6м 3. Отметка головки кранового рельса dкр = 9,6м 4. Высота фермы на опоре hоп = 2,25м 5. Уклон верхнего пояса фермы α = 3 6. Зазор между тележкой крана и фермы а = 0,3 7. Заглубление колонны в грунт hф = 0,6 8. Тип решётки фермы: 9. Снеговой район 2 - S0 = 1,2 10. Нормативная снеговая нагрузка S0 (кH/м2) 11. Ветровой район 1 12. Нормативный скоростной набор W0 = 0,23кH/м2 13. Тип кровли: железобетон 14. МОСТОВОЙ КРАН: - грузоподьемность Q = 320/32 - пролет крана L = 15,5 м - давление колеса Р1 = 420 и Р2 = 430 - количество колес с одной стороны n = 8 - вес тележки σт = 85 - вес крана σкр т = 190 - высота крана Нк = 6,4м - вылет консоли крана В1 = 0,6 - С1 = L – Lк = 2,5 - высота рельса hp = 170мм 1 Компоновка конструктивной схемы каркаса: 2.1 Установление основных размеров. Нам заданы: Нулевая отметка на уровне пола здания d0 = 0,00 м Отметка головки кранового рельса dкр = 9,6 м Принимаем отметку dф = - 0,6 м Зазор между тележкой крана и фермы а = 0,3 а = ∆в + ∆доп. = 0,1 + (0,2…..0,4) = 0,1 + 0,2 = 0,3 – условие выполняется ∆в = 0,1 м – обязательный зазор ∆доп. = 0,2….0,4 м – дополнительный зазор на погиб фермы и подвеску связей Дана высота крана Нк = 6,4м h2 = Hк + а = 6,6 +0,4 = 7 – кратное 0,2 , где Нк = 6,6 кратное 0,6 Находим отметку низа ригеля dр = dкр + h2 = 9,6 + 7 = 10,3м – принимаем кратно 0,6 dр = 10,8м h2 = dр – dкр = 10,8 – 9,6 = 1,2м Определяем высоту подкрановой балки hн.б = 1/8 В = 1/8 × 6 = 0,75м Рассчитываем высоту балки hб = hр + hн.б = 0,17 + 0,75 = 0,92м где hp = 170мм - высота рельса (исходные данные) Определяем высоту нижней части колонны hн = dкр – dф – hб = 9,6 – 0,6 – 0,92 = 8,08м Фонаря нет. Увязка размеров рамы по ширине в0 = 500мм, т.к. Q > 80т λ = 1250мм = 1,25м – расчет от оси подкрановой балки до оси привязки здания Определяем ширину верхней части колонны: вв ≥ 1/12 × hв = 1/12 × 2,12 = 0,2м Принимаем кратно 0,25 - вв = 0,25м Ширина нижней части колонны: Зазор между краном и колонной С = λ – (вв – вв) – В1 = 1,25 – (0,25 – 0,5) – 0,6 = 0,4м С = 0,4 ≥ 0,075м – условие выполняется 2 Нагрузки и воздействия на каркас: 2.1. Постоянные нагрузки. № Наименование Расчёт qн γf qp 1 Сборные ж/б плиты покрытия 1,6 1,6 1,1 1,76 2 Утеплитель минераловатные плиты ρ=2; δ=0,08м 2×0,08= 0,16 0,16 1,3 0,21 3 Гидроизоляция 3 слоя рубероида 0,16 1,3 0,21 4 Собственный вес плиты МК 0,7 0,7 1,05 0,74 ИТОГО 2,62 2,92 qн = 2,62 кН/м2 qр = 2,92 кН/м2 2.2. Расчётная постоянная нагрузка на 1м длины покрытия кН/м2 γn = 0,95 – коэффициент надежности по назначению здания qp = 2,92кН/м2 В = 6м Cos α = cos 3 = 1 Реакция опора колонны кН Вес верхней части колонны Gв = 0,95 × 1,05 × 0,2 × К × В × Н = 0,95 × 1,05 × 0,2 × 0,7 × 10,2 × 6 = 8,54 кН К = 0,7 кН/м2 Н = hв+ hн = 2,12 + 8,08 = 10,2 м Вес нижней части колонны Gв = 0,95 × 1,05 × 0,8× К × В × Н = 0,95 × 1,05 × 0,8× 0,7 × 10,2 × 6 = 34,19 кН Поверхностная масса стен: 1200 кг/м2 Поверхностная масса остекления: 35 кг/м2 Высота остекления – 2,4 м Усилие от верхней части колонны (кН) Усилие от нижней части колонны Момент от постоянной нагрузки кНм Рассчитываем снеговые нагрузки: кН/м Реакция опоры колонны: кН Момент от снеговой нагрузки кНм Нагрузки от мостовых кранов: Вес подкрановой балки: кН Где: кН/м – вес 1м балки ; Максимальное давление крана на колонну: кН где: - коэффициент условия работы - коэффициент надежности кН – максимальное давление на колесо крана - сумма ординат под колёсами крана. Минимальное нормативное давление кН Вес крана с тележкой: кН Минимальное давление крана на колонну: кН Эксцентриситет давления крана на колонну: Сосредоточенный момент, возникающий в подкрановой части колонны: кН∙м кН∙м Нормативное давление на 1 колесо крана: кН - при гибком подвесе груза - вес тележки - количество колес с 1-й стороны Горизонтальное давление на колонну, передаваемое на уровне тормозных конструкций: кН 3.4. Ветровые нагрузки. Ветровой поток вызывает давление с наветренной стороны и отсос с подветренной высоты здания. При расчёте с наветренной стороны нагрузки принимаются с аэродинамическим коэффициентом , а с подветренной стороны . где: - коэффициент, учитывающий изменение напора ветра в зависимости от высоты и типа местности. Для местности типа Б: ; ; . С наветренной стороны: кН/м кН/м кН/м кН/м кН/м С подветренной стороны: кН/м кН/м кН/м кН/м кН/м Эквивалентная равномерно распределенная нагрузка: кН/м кН/м Расчетная величина сосредоточенной силы на уровне нижнего пояса фермы. кН кН кН 4. Статический расчет поперечной рамы. Экономическое уравнение: Жесткость верхней части колонны Моменты от поворота узлов на угол φ = 1 Моменты от нагрузки на стойку Коэффициенты экономического уравнения: Моменты от фактического угла поворота: Моменты окончательной эпюры: Т.к. , то в ригеле равна нулю. 4.2. Расчёт на снеговую нагрузку: Экономическое уравнение: Моменты от поворота узлов на φ = 1 Моменты от нагрузки на стойку Коэффициенты экономического уравнения: Моменты от фактического угла поворота: Моменты окончательной эпюры: 4.3. Расчёт на вертикальную нагрузку от мостовых кранов. Экономическое уравнение: Момент на левой стойке, когда тележка с грузом находится максимально близко к стойке. Реакция верхних концов стоек: Смещение плоской рамы: Определяем коэффициент пространственной работы - кол-во колёс с одной стороны крана Определяем смещение рамы под нагрузкой от мостовых кранов Строим окончательную эпюру: 4.4. Расчёт на горизонтальное воздействие мостовых кранов. Каноническое уравнение: Окончательная эпюра Мок При поперечном действии крановой нагрузки эпюра продольных сил нулевая. 4. 5 Расчёт на действие от ветровой нагрузки. Грузовая эпюра с наветренной стороны: Грузовая эпюра с подветренной стороны: Окончательная эпюра: Эпюра продольных сил N - нулевая. Сумма моментов относительно точки А. Тоже с подветренной стороны: Эпюра продольных сил нулевая. ТАБЛИЦА РАСЧЁТНЫХ УСИЛИЙ. № Вид нагрузки Надкрановая часть Подкрановая часть Сечение 1-1 Сечение 2-2 Сечение 3-3 Сечение 4-4 М N M N M N M N Q 1 Постоянная -92,32 -86,4 -218,26 -691,18 344,13 -691,18 -159 -1321,6 -62,27 2 Снеговая -54,38 -86,4 -60,17 -86,4 26,23 -86,4 3,17 -86,4 -25,84 3 Т на лев. стойку 40,38 0 37,44 0 37,44 0 9,98 0 5,9 4 Т на прав. стойку. 3,13 0 8,25 0 8,25 0 17,34 0 3,2 5 Dмах на лев.стойку -13,4 0 382,9 0 -1021,94 -1639 561,84 -1639 -196 6 Dмах на прав.стойку -13,4 0 382,9 0 -1021,94 -10,57 561,84 -10,57 -196 7 Ветровые справа 29,34 0 18,4 0 18,4 0 -99,28 0 15,87 8 Ветровые слева -31,52 0 17,5 0 17,5 0 94,78 0 -0,63 ТАБЛИЦА СОЧЕТАНИЙ. Вид комбинаций Сочетания Надкрановая часть Подкрановая часть Сечение 1-1 Сечение 2-2 Сечение 3-3 Сечение 4-4 М N M N M N M N Q +Mmax Nсоотв. № нагр. 1,3 φ =1 381,57 -691,2 № нагр. 1,2,3,7,8 φ=0,9 399,33 699,82 -Мmax Nсоотв. № нагр. 1,2 1,2 1,7 φ =1 -146,7 -172,8 -278,4 -777,6 -258,28 -1321,6 -46,4 № нагр. 1,2,3,5,8 1,2,3 1,3,7 φ =0,9 -208,8 -155,5 -284,3 -699,84 -241,43 -1189,45 -41,76 -Nmax Mсоотв. № нагр. 1,2 1,2 1,5 1,5 φ =1 -146,7 -172,8 -278,4 -777,6 -677,81 -2330,2 402,84 -2960,6 -158,3 № нагр. 1,2,5 1,2,5 φ =0,9 -586,4 -2174,9 365,4 -2742,3 -155,7 Nmin Mсоотв. № нагр. 1,8 φ =1 -64,22 -1321,6 62,9 № нагр. φ =0,9 Qmax № нагр. 1,7 φ =1 -258,3 -1321,61 -46,4 № нагр. φ =0,9 5. Расчёт и конструирование стержня колонны. Определяем наиболее неблагоприятные сочетания в 1 и 2 сечениях. 1) М = - 284,3 кН м; N = - 699,84 кН 2) М= -278,4 кН м; N = -777,6 кН Где вв – ширина верхней части колонны. Следовательно, принимаем: М = -278,4 кН∙м; N = -777,6 кН 5.1 Расчётные длины верхней и нижней частей колонны. кН кН Определяем коэффициент приведения расчётной длины для подкрановой части колонны: Коэффициент приведения расчётной длины для верхней части колонны: Расчётные длины в плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны м м Расчётные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны м м 5.2 Конструирование и расчёт верхней части колонны: Вст 3пс 6-2 - марка стали мПа Тип сечения: двутавр cм2 м По сортаменту принимаем двутавр: 40 Ш2 А = 133 см2 ; в = 300 мм ; см4 ; см3 ; см ; см Проверка общей и местной устойчивости верхней части колонны: Гибкости стержня: Условная гибкость: - условие выполняется. 5.3.1. Проверка общей устойчивости колонны в плоскости действия момента. , где - коэффициент влияния формы сечения см Устойчивость стержня колонны: кН/см2 Недонапряжение: - условие выполняется. 5.4. Расчёт и конструирование нижний части колонны: Подкрановая ветвь: Наружная ветвь: Сечение 3-3 N1 = 2330,2 кН M1 = 677,81 кН∙м Сечение 4-4 N2 = 2960,6 кН M2 = 402,84 кН∙м 5.4.1. Подбор сечения подкрановой части сквозной колонны: Задаёмся см м м м Усилие в ветвях колонны: кН кН Определяем требую площадь сечения ветвей: см2 По сортаменту подбираем двутавр: № 45 Б2 Аф = 82,8 см2 ; см4 ; см3 ; см ; см Для наружной ветви принимаем: мм мм мм Требуемая площадь полки сварного швеллера: см2 см2 Ширина полки сварного швеллера см Проверяем условие: - условие не выполняется, следовательно увеличиваем толщину полки. мм см2 см - условие выполняется. см Фактическая площадь сварного швеллера: см Расстояние от наружной грани до центра тяжести ветви. см см Моменты инерции сечения: см4 см4 см4 Определяем радиус инерции: см см Проверка ветвей колонны на устойчивость как, центрально-сжатых стержней. кН/м2 кН/м2 – условие выполняется. Наружная ветвь: кН/м2 кН/м2 – условие выполняется. 5.5. Подбор сечения элементов решетки колонны. см м см кН кН Стержень 1-2 кН см2 Принимаем уголок равнополочный: 75х6 мм Аф = 8,78 см2 ; см ; см Определяем максимальную гибкость: - условие выполняется. Стержень 1-3. см2 Принимаем уголок равнополочный: 45х5 мм Аф = 4,29 см2 ; см ; см Определяем максимальную гибкость: кН/м2 – условие выполняется. 5.6. Проверка устойчивости колонны, как единого стержня составного сечения. см3 Моменты инерции всего сечения: см4 см Приведенная гибкость относительно оси Х Относительные эксцентриситеты: см кН/м2 кН/м2 Вывод: все условия выполняются, следовательно, прочность колонны обеспечивается.

Расчет и конструирование стропильной фермы.

Нагрузки на ферму

кН/м²

Длина панели м

кН

Ведомость усилий

№ стержня	Усилие
b-1	0
1-a	-34,5
1-2	-293,25
2-e	231,15
2-3	0
3-e	231,15
c-4	-369,15
4-3	172,5
d-5	-369,15
5-4	-69
5-6	-69
6-e	+414
6-6¹	0

Узел 1

F=69

N_d-5=-369.15N_d¹₅¹=-369.15

N_5-6=-69 0 N_5-6=-69

Стержень d-5

Уголок неравнополочный 140*90

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Выбираем максимальное φ = 0,493

Проверка устойчивости

Условие выполняется..

Расчет сварных швов. Уголок крепится к фасонке 2-мя швами.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Стержень 5-6

Уголок равнополочный 50*50

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Выбираем максимальное φ = 0,493

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Расчет сварных швов. Уголок крепится к фасонке 2-мя швами.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Узел 2

F=69

N_с-4=-369.15N_d_-5

N_4-5=-69

Стержень 4-5

Уголок неравнополочный 56*36

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Выбираем максимальное φ = 0,493

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Расчет сварных швов. Уголок крепится к фасонке 2-мя швами.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Стержень с-4

Уголок неравнополочный 140*90

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Выбираем максимальное φ = 0,493

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Расчет сварных швов. Уголок крепится к фасонке 2-мя швами.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Узел 3

N_3-4=172,5

N_3-е=231,15N_6-е=414

Узел растянут.

Стержень 3-4

Уголок равнополочный 45*5

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Узел растянут.

Стержень 3-е

Уголок неравнополочный 63*40

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Стержень 6-е

Уголок неравнополочный 56*36

Гибкость стежня

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Узел 4

F=69

N_в-1=0N_с-4

N_1-2=-293,25 N_2-3=0 N_3-4

Стержень d-5

Уголок неравнополочный 140*90

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Выбираем максимальное 𝜑 = 0,493

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Расчет сварных швов. Уголок крепится к фасонке 2-мя швами.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Узел 5

F=69

N_а-1=-34,5N_1-2

N_е-2=231,15

Стержень а-1

Уголок неравнополочный 56*36

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Выбираем максимальное 𝜑 = 0,493

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Расчет сварных швов. Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Стержень е-2 Растянут (аналог 3-е)

Уголок неравнополочный 63*40

Расчетная длина сжатого стержня

Гибкость стежня

Проверка устойчивости

Устойчивость стержня обеспечена.

Определяем катеты швов.

Определяем длину сварного шва

Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 246; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!