Подбор сечений стержней фермы

 

Материал конструкций фермы – сталь С285. Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести кН/см². В расчетах используем коэффициент надежности по назначению и коэффициент условий работы прил.14 [1]. Толщину фасонки, исходя из максимального усилия в стержнях решетки 2107,3 кН ≻ 1800 кН по таблице 9.2 (стр.285 [1]), принимаем равной 20 мм. Подбор сечений элементов фермы производится в соответствии с нормами [3] по сортаменту [6]

.Таблица 5. Проверка выбранных сечений элементов фермы.

Элемент	№№ стержней	Расчетное усилие, кН		Сечение	Площадь сечения А, см2	lef	ix/iy , см	λх/λу		[λ]	φ	γc	Проверка сечения
		Растяжение	Сжатие										Прочность N / An ≤ Ry ( γc / γn ), кН/см2	Устойчи-вость N /φ An ≤ Ry ( γc / γn ), кН/см2
						lx/ly , см
Верхний пояс	В–1 (8-9)	551,08	-	┐┌ 200 × 14	109,2	300/300	6,20/8,95	48,4/33,5	1,75	250	-	0,95	5,05<25,65	-
	В–3 (9-10)	-	-1145,2	┐┌ 200 × 14	109,2	300/600	6,20/8,95	48,4/67,0	2,43	136	0,756	0,95	-	13,88<25,65
	В–4 (10-11)	-	-1145,2	┐┌ 200 × 14	109,2	300/600	6,20/8,95	48,4/67,0	2,43	136	0,756	0,95	-	13,88<25,65
	В–6(11-12)	-	-1832,3	┐┌ 200 × 14	109,2	300/600	6,20/8,95	48,4/67,0	2,43	109	0,756	0,95	-	22,19<25,65
	В–7(12-13)	-	-1832,3	┐┌ 200 × 14	109,2	300/600	6,20/8,95	48,4/67,0	2,43	109	0,756	0,95	-	22,19<25,65
	В–9(13-14)	-	-2061,3	┐┌ 200 × 14	109,2	300/600	6,20/8,95	48,4/67,0	2,43	101	0,756	0,95	-	24,97<25,65
Нижний пояс	Н – 2(1-2)	733,2	-250,8	┐┌ 140 × 9	49,4	600/600	4,34/6,44	138,3/93,2	5,0	141	0,420	0,95	14,85< 25,65	16,7<25,65
	Н – 5(2-3)	1649,3	-	┐┌ 180 × 12	84,4	600/600	5,69/8,12	105,5/73,9	3,82	250	-	0,95	19,54< 25,65	-
	Н – 8(3-4)	2107,3	-	┐┌ 180 × 12	84,4	600/600	5,69/8,12	105,5/73,9	3,82	250	-	0,95	24,97< 25,65	-
Раскосы	1 – 2(1-9)	-	-913,3	┐┌ 140 × 9	49,4	197/394	4,34/6,44	45,5/61,2	2,21	125	0,790	0,95	-	23,4< 25,65
	2 – 3(9-2)	747,2	-	┐┌ 100 × 8	31,0	342/428	3,07/4,82	111,4/88,8	-	300	-	0,95	24,1< 25,65	-
	4 – 5(2-11)	-	-581,2	┐┌ 140 × 9	49,4	342/428	4,34/6,44	78,8/66,5	2,85	131	0,673	0,8	-	17,48< 21,6
	5 – 6(11-3)	415,1	-	┐┌ 75 × 6	17,56	342/428	2,3/3,83	148,7/111,8	-	300	-	0,95	23,64< 25,65	-
	7 – 8(3-13)	-	-264,0	┐┌ 100 × 8	31,0	342/428	3,07/4,82	111,4/88,8	4,0	166	0,453	0,8	-	18,8< 21,6
	8 – 9(13-4)	157,6	-	┐┌ 50 × 5	9,76	342/428	1,53/2,85	223,5/150,2	-	300	-	0,95	16,15< 25,65	-
Стойки	1 (1-8)	-	-60,12	┐┌ 70 × 5	13,72	245/306	2,16/3,62	113,4/84,5	4,1	156	0,437	0,95	-	10,02< 25,65
	3 – 4 (2-10)	-	-120,24	┐┌ 70 × 5	13,72	245/306	2,16/3,62	113,4/84,5	4,1	132	0,437	0,95	-	20,1< 25,65
	6 – 7 (3-12)	-	-120,24	┐┌ 70 × 5	13,72	245/306	2,16/3,62	113,4/84,5	4,1	132	0,437	0,95	-	20,1< 25,65
	9 – 9*(4-14)	-	-120,24	┐┌ 70 × 5	13,72	245/306	2,16/3,62	113,4/84,5	4,1	132	0,437	0,95	-	20,1< 25,65

 

Получили для фермы 7 типоразмеров уголков: 50 × 5, 70 × 5, 75 × 6, 100 × 8, 140 × 9, 180 × 12, 200 × 14. Фасонка – 20 мм.

 

Конструирование и расчет узлов фермы

 

Перед конструированием узлов стропильной фермы проведем расчет швов.

Согласно п. 14.1.16 [3] расчет сварных соединений с угловыми швами при действии силы N, проходящей ч/з центр тяжести сечения, следует выполнять на срез(условный) по одному из двух сечений по формулам:

где l_w - расчетная длина швов в сварном соединении, равная суммарной длине всех его участков за вычетом по 1 см на каждом непрерывном участке шва;

β_f, β_z - коэффициенты, принимаемые по таблице 39 [3];

k_f – катет шва, принимаемый в соответствии с табл. 38 [3].

Для сварки узлов фермы применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08 диаметром d = 1,4 – 2 мм, для которой по табл. Г.2 [3] находим, что нормативное сопротивление металла шва

кН/см².

Согласно табл. 4 и табл. Г.2 [3] расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:

кН/см²,

где g _wm = 1,25 - коэффициент надежности по материалу шва (прим. табл. 4 [3]).

По табл. 4 [3] и табл. Г.2 расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:

кН/см².

По таблице 39 [3] для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва:

b _f = 0,9 – по металлу шва; b _z = 1,05 – по металлу границы сплавления.

Определим, какое сечение в соединении является расчетным:

кН/см²,

следовательно, расчетным является сечение по металлу шва.

Длина сварных швов определяется по формуле:

.

 

Таблица 6. Расчет швов.

№ стерня	Сечение	N, кН	Шов по обушку			Шов по перу
			Nоб, кН	kf, см	lw, см	Nп, кН	kf, см	lw, см
1 – 2	┐┌ 140 × 9	913,3	640	0,8	26	274	0,8	12
2 – 3	┐┌ 100 × 8	747,2	524	0,8	22	225	0,8	10
3 – 4	┐┌ 75 × 6	120,24	85	0,6	6	37	0,6	3
4 – 5	┐┌ 140 × 9	581,2	407	0,8	17	175	0,8	8
5 – 6	┐┌ 75 × 6	415,1	291	0,6	16	125	0,6	8
7 – 8	┐┌ 100 × 8	264,0	185	0,8	9	80	0,8	5
8 – 9	┐┌ 50 × 5	157,6	111	0,6	7	48	0,6	4

Конструирование и расчет опорных узлов

Узел В-1:

Определим количество болтов, прикрепляющих фланец к поясу колонны. Примем болты нормальной точности М24 класса 8.8 по прил. Г [3]. Для них определяем: площадь нетто А _bn = 3,52 см² (табл. Г.9 [3]), (табл. Г.5 [3]).

Требуемая площадь сечения болтов:

см².

Примем количество болтов n=4, тогда

см² > 13,78см².

В узле крепления верхнего пояса сила N стремится оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб. Момент при изгибе фланца определим как в защемленной балке пролетом b, равным расстоянию между болтами:

кНсм.

Требуемая толщина фланца

см,

следовательно, принимаем толщину фланца t_фл = 25 мм.

Напряжения во фланце:

.

Катет шва крепления фланца к фасонке:

см.

Примем k_f = 8 мм (по табл. 38 [3]).

Пояс В-1:

Растягивающее усилие, возникающее в поясе кН.

кН, кН.

Принимаем k_w = 8 мм.

см < см.

 см.

Узел Н-1-2:

 

Для стали класса С285 по табл. В.5 [3] находим, что временное сопротивление разрыву для листового проката (t = 11 – 20 мм) равно R_un = 38 кН/см².

По табл. 2 [3] расчетное сопротивление проката смятию торцевой поверхности

кН/см².

В торец фланца действует реактивная сила F = 733,2.

Зададим ширину фланца b_ф = 180 мм. Тогда толщина фланца

см, принимаем t_ф = 12 мм.

Болты ставятся конструктивно (без расчета).

Высота фланца, определенная графически, равна h_фл = 600 мм.

Эксцентриситет приложения силы Н:

см.

Момент, вызванный эксцентриситетом силы Н:

 кНсм.

Прочность соединения по металлу шва проверим в точке действия наибольших результирующих напряжений (нижняя точка сварного соединения фланца) по формуле

,

где

,

.

Зададим катет шва k_f = 6 мм, тогда

см²;

см²;

кН/см²;

кН/см²;

Тогда

Высота опорной стенки определяется длиной сварного шва прикрепления ее к полке колонны (зададим k_f = 12 мм):

см.

Максимальная длина шва

см.

Примем высоту опорной стенки h_ст = 30 см.

 

Пояс Н-2:

Растягивающее усилие, возникающее в поясе кН.

кН, кН.

Принимаем k_w = 8 мм.

см < см.

 см.

 

 

---

Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 147; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!