Проектирование металлических конструкций

-поясов - lef = l;

-опорных раскосов и стоек: lef = l;

-прочих элементов: lef = 0.8•l.

Подбор сечения стержней верхнего пояса.

Верхний пояс принимаем без изменения сечения по всей длине и рассчитываем его на максимальное усилие- N=1132кH. Задаемся гибкостью =90, =0,612.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L160х14, А=87,14 см2, iх=4,92см, iу=7,05см.

Гибкости стержня

х = 180 - 60 х = 180 - 60 0,714=137,16;

х=min=0,798;

у =180 - 60 y = 180 - 600,646=141,24; у =0,882;

.

Проверка устойчивости стержня:

Ryc = 240,95 =22,8.

Устойчивость обеспечена.

Подбор сечения нижнего пояса.

Стержень a-2.

Расчетное усилие N=517кH .

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L90х7, А=24,56 см2, ix=2,77 см, iy=4,13см.

Гибкость стержня

= 400; = 400.

Проверяем прочность

кН/см2 Ryc=22,8кН/см2.

Условие выполняется.

Стержень a-5 и a-8.

Расчетное усилие N=1069 кН.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L125х10, А=48,66 см2, ix=3,85 см, iy=5,58 см.

Гибкость стержня

= 400; = 400.

Проверяем прочность

кН/см2 Ryc=22,8кН/см2.

Условие выполняется.

Подбор сечения стержней раскосов.

Стержень 1-2.

Расчетное усилие-N= -818 кН. Задаемся гибкостью =90, =0,612.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L160х10, А=62,86см2, iх=4,96см, iу=6,97см.

Гибкости стержня

х = 180 - 60 х = 180 - 600,925=124,5;

х=min=0,617;

;

у =180 - 60 y = 180 - 600,725=136,5; у =0,787;

;

Проверка устойчивости стержня:

Ryc = 240,95 =22,8.

Устойчивость обеспечена.

Стержень 2-3.

Расчетное усилие N=540 кН.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L90х7, А=24,56 см2, ix=2,77см, iy=4,13 см.

Гибкость стержня

= 400; = 400.

Проверяем прочность

кН/см2 Ryc=22,8кН/см2.

Условие выполняется.

Стержень 4-5.

Расчетное усилие N= -328 кН. Задаемся гибкостью =90, =0,612.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L140х9, А=49,44 см2, iх=4,34 см, iу=6,16 см.

Гибкости стержня

х =180 - 600,655=140,7; х=min=0,444;

;

у =180 - 600,475=151,5; у =0,612;

;

Проверка устойчивости стержня

Ryc = 240,95=22,8.

Условие выполняется.

Стержень 5-6.

Расчетное усилие N=97 кН.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L50х5, А=9,6см2, ix=1,53см, iy=2,53см.

Гибкость стержня

= 400; = 400.

Проверяем прочность

кН/см2 Ryc=22,8кН/см2.

Условие выполняется.

Стержень 7-8.

Расчетное усилие N=135 кН.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L56х5, А=10,82см2, ix=1,72см, iy=2,77см.

Гибкость стержня

= 400; = 400.

Проверяем прочность

кН/см2 Ryc=22,8кН/см2.

Условие выполняется.

Подбор сечения стоек.

Стержень 3-4.

Расчетное усилие N= -144 кН. Задаемся гибкостью =90, =0,612.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L100х17, А=27,5 см2, iх=3,08 см, iу=4,52 см.

Гибкости стержня

х =180 - 600,556=146,63; х=min=0,413;

;

у =180 - 600,344=159,34; у =0,667;

;

Ryc = 240,95=22,8.

Условие выполняется.

Стержень 6-7.

Расчетное усилие-N= -190 кН. Задаемся гибкостью =90, =0,612.

Требуемая площадь сечения:

смІ.

Принимаем 2L110х7, А=30,3 см2, iх=3,4см, iу=4,92см.

Гибкости стержня

х =180 - 600,726=136,46; х=min=0,379;

;

у =180 - 600,438=153,68; у =0,627;

Проверка устойчивости стержня

Ryc = 240,95=22,8.

Условие выполняется.

Таблица 5.3 - Расчет сечений стержней фермы

Элемент	№ стержня	Расчетное усилие	Расчетное	Площадь, A. смІ.	Расчетная длина, см	Радиус инерции,см	Гибкость	[л]	цmin	гc	Напряжение
			Принятое сечение								Расчетное	Доп. у, кН/смІ
Верхний	c-3	-878	160х14	87,14	281,4	4,92	61,28	137,16	0,798	0,95	162,79	228
						7,05	42,77	141,24
	d-4	-878	160х14	87,14	301,5	4,92	61,28	137,16	0,798		162,79	228
						7,05	42,77	141,24
	e-6	-1132	160х14	87,14	301,5	4,92	61,28	137,16	0,798		162,79	228
						7,05	42,77	141,24
	a-7	-1132	160х14	87,14	301,5	4,92	61,28	137,16	0,798		162,79	228
						7,05	42,77	141,24
Нижний	a-2	517	90x7	24,56	580	2,77	209,38	400	-	0,95	210,5	228
						4,13	140,44	400
	a-5	1069	125x10	48,66	600	3,85	155,84	400	-		219,69	228
						5,58	107,53	400
	a-8	1053	125x10	48,66	600	3,85	155,84	400	-		219,69	228
						5,58	107,53	400
Раскосы	1-2	-818	160x10	62,86	442,8	4,96	89,27	124,5	0,617	0,95	210,9	228
			160x14			6,97	63,53	136,5
	2-3	540	90x7	23,68	455,7	2,77	164,51	400	-		219,8	228
						4,13	110,34	400
	4-5	-328	140x9	49,44	502,4	4,34	115,76	140,7	0,444		149,42	228
			160х14			6,16	81,56	151,5
	5-6	97	50x5	9,6	502,4	1,53	328,36	400	-		101,04	228
			56х5			2,53	198,58	400
	7-8	135	56x5	10,82	551,7	1,72	320,75	400	-		124,77	228
						2,77	199,17	400
Стойки	3-4	-144	100х7	27,5	373	3,08	121,10	146,63	0,413	0,95	126,79	228
			125х10			4,52	82,52	159,34
	6-7	-190	110x7	30,3	433	3,4	127,35	136,46	0,379		165,45	228
			125х10			4,92	88,00	153,68

5.5 Расчет узлов фермы

При расчете узлов фермы определяем размеры сварных швов и назначаем габариты фасонок с таким расчетом, чтобы на них размещались все сварные швы стержней.

Распределение действующего в стержне усилия принимается в зависимости от сечения стержня: если сечение состоит из двух равнополочных уголков то на обушок - 0,7N, на перо - 0,3N. Задавшись толщиной сварного шва kf, длину его на один уголок вычисляем по формуле (в сечении по металлу шва):

	(5.8)

При расчете по металлу границы сплавления формулы (5.8) имеют вид:

	(5.9)

где 1 и 2 - коэффициенты распределения усилий на обушок и перо соответственно.

В узлах, где к фасонке крепятся пояса длину швов рассчитывают на разность усилий в смежных панелях .

Таблица 5.4 - Расчет швов приварки стержней фермы

Узел фермы	№ стержня	Сечение	Расчетное усилие	Шов по обушку	Шов по перу
				Nоб	kf,мм	lw,см	Nпер	kw,мм	lw,см
Верхний пояс	c-3	160x14	-878	-617,6	11	19	-263,4	11	9
	d-4	160x14	-878	-617,6	11	19	-263,4	11	9
	e-6	160x14	-1132	-792,4	11	24	-339,6	11	11
	a-7	160x14	-1132	-792,4	11	24	-339,6	11	11
нижний пояс	a-2	90x7	517	361,9	6	20	115,1	6	7
	a-5	125x10	1069	748,3	8	30	320,7	8	14
	a-8	125x10	1053	737,1	8	30	315,9	8	14
раскосы	1-2	160x14	-818	-572,6	11	17	-245,4	11	9
	2-3	90x7	540	378	6	21	162	6	10
	4-5	160x14	-328	-229,6	7	11	-95,4	7	6
	5-6	56x5	97	67,9	4	7	29,1	4	6
	7-8	56x5	135	94,5	4	9	40,5	4	6
стойки	3-4	125x10	-144	-100,8	6	7	-43,2	6	6
	6-7	125x10	-190	-133	6	8	-57	6	6

5.6 Указания по конструированию фермы

Осевые линии стержней должны в узлах пересекаться в одной точке - центре узла. Смещение осей поясов фермы при изменении сечения допускается не учитывать, если оно не превышает 1,5% от высоты пояса.

Расстояние между краями элементов решетки и пояса в узлах фермы следует принимать не менее а = 6 t - 20мм, но не более 80мм (здесь t - толщина фасонки, мм).

Для обеспечения совместной работы составных стержней фермы на участках между узлами дополнительно ставят соединительные прокладки на расстояниях: в сжатых элементах - через 40i и в растянутых элементах - через 80 i друг от друга по 2-3 на элементе (где i - радиус инерции уголка относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок). Ширина прокладок 60 - 100мм.

Фасонки принимаем толщиной t = 16мм. Размеры фасонок принимаем из условий размещения сварных швов. Сварные швы, прикрепляющие элементы фермы к фасонкам следует выводить на торец элемента на длину 20мм. Расчетную длину швов для крепления пояса к фасонки принимаем на 10 - 20мм меньше длины фасонки.

Соединение полуферм в середине пролета выполняется на болтах класса В диаметром 24мм на фланцах. К колонне ферма крепится сбоку, с помощью болтов диаметром 24мм класса В и нижнего фрезерованного торца листа на опорный столик.

Литература

1. СНиП -23-81. Нормы проектирования. Стальные конструкции. М.,1990.-96 с.

2. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Е.И. Беленя, В.А.Балдин, Г.С. Ведеников и др.; Под общей ред. Е.И. Беленя. - 6-е изд., перераб. И доп. -М: Стройиздат, 1986.-520с.

3. СНип 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М, 1988.-36 с.

4. Лихтарников Я.М., Клыков В.М., Ладыженский Д.В. Расчет стальных конструкций (справочное пособие). - Киев.: Будiвельник, 1976.-352 с.

5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 36с.

6. В. А. Киселев. Строительная механика. Общий курс.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1986, - 520с.

А. П. Мандриков. Примеры расчета металлических конструкций: Учеб. пособ. для тех. - 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат , 1991. - 431с.

Размещено на Allbest.ru