Файл: Курсовая работа по дисциплине Металлические конструкции.doc
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 104
Скачиваний: 2
-
Район строительства – гор. Минск -
Пролёт фермы – L=18 м -
Шаг ферм – 6 м -
Кровля – холодная -
Материал фермы – сталь марки ВСт3пс6 по СП16.13330-2017 -
Ry=235 МПа = 23,5Кн/см2 -
Класс ответственности здания – II (Коэффициент надёжности по назначению n=0,95)
| Элемент | Стержень | Геометрические размеры стержней, мм |
| Пролет фермы 18 м | ||
| 1 | 2 | 3 |
| Верхний пояс | 1-В1 | 3010 |
| 3-В2 | 3010 | |
| 4-В3 | 3010 | |
| 6-В4 | 3010 | |
| Нижний пояс | 2-Н1 | 6000 |
| 5-Н2 | 6000 | |
| Раскосы | 1-2 | 3874 |
| 2-3 | 3874 | |
| 4-5 | 4208 | |
| Стойки | 0-1 | 2200 |
| 3-4 | 2700 |
| № п/п | Состав кровли | Нормативная нагрузка, Кн/м2 | γf | Расчётная нагрузка, Кн/м2 |
| 1. | Гидроизоляционный ковёр из 3-х слоёв рубероида | 0.20 | 1.3 | 0.26 |
| 2. | Асфальтовая или цементная стяжка | 0.40 | 1.3 | 0.52 |
| 3. | Утеплитель (пенобетон, ρ = 600Кг/м3, t =12см) | 0.72 | 1.3 | 0.94 |
| 4. | Железобетонные панели из тяжёлого бетона с заливкой швов (3х6м.) | 1.60 | 1.1 | 1.76 |
| 5. | Собственный вес металлоконструкций (ферма, связи) | 0.3 | 1.05 | 0.32 |
Итого: q = 3.80
| 6. | Снеговая нагрузка (2-й снеговой р-он) | 0,84 | 1,4 | S 0 =1,18 |
-
Вычисляем узловые нагрузки
| Элемент | Стержень | Усилия от узловой нагрузки Fузл=1,0 кН | Усилия от постоянной нагрузки Fп = 72,53 кН | Усилия от снеговой нагрузки Fcн = 20,25 кН | Расчетные усилия, кН | |
| Растяжение + | Сжатие - | |||||
| Пролет фермы 24 м | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Верхний пояс | 1-В1 | 0.00 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3-В2 | -6.80 | -493,204 | -137,7 | | 630,904 | |
| 4-В3 | -6.80 | -493,204 | -137,7 | | 630,904 | |
| 6-В4 | -7.65 | -554,8545 | -154,9125 | | 709,767 | |
| Ниж -ний пояс | 2-Н1 | 4.35 | 315,5055 | 88,0875 | 403,593 | |
| 5-Н2 | 7.75 | 562,1075 | 156,9375 | 719,045 | | |
| Раскосы | 1-2 | -5.60 | -406,168 | -113,4 | | 519,568 |
| 2-3 | 3.10 | 224,843 | 62,775 | 287,618 | | |
| 4-5 | -1.40 | -101,542 | -28,35 | | 129,892 | |
| Стойки | 0-1 | -0.50 | -36,265 | -10,125 | | 46,39 |
| 3-4 | -1.00 | -72,53 | -20,25 | | 92,78 | |
-
Подбор сечений стержней фермы
-
Задаётся тип поперечного сечения и определяется требуемая площадь сечения:
, (1)γс – коэффициент условий работы (табл. 1* СП16.13330-2017).φ – по предварительно заданной гибкости λ:λ=60÷90 для поясов; λ=100÷120 – для решётки.-
Вычисляют требуемые радиусы инерции сечения:
; 
. -
В соответствии с Aтр, iтр,x, iтр,y по сортаменту подбирают подходящий размер профиля. При несогласованности значений изменяют сечение и вновь проверяют устойчивость.
-
Проверка устойчивости:
.
. (2)По Aтр компонуется сечение, определяются его геометрические характеристики, производится проверка прочности и гибкости: ; (3) Подбор сечений по предельной гибкости.Растянутые и сжатые стержни при небольших усилиях (раскосы в средних панелях, дополнительные стойки в треугольной решётке, элементы связей и др.) подбирают по предельной гибкости (СП16.13330-2017Ф): ; . (4)По сортаменту подбирают сечение из равнополочных уголков (минимальный размер уголка для сварных ферм ∟50х50х5).Расчетные длины стержней ферм из парных уголковТаблица 4.| Стержень фермы | Расчётная длина элемента | |
| В плоскости фермы,  | из плоскости фермы,  | |
| Пояса | l | l1 |
| Опорные раскосы | l | l |
| Прочие стержни решётки | 0,8l | l |
l– геометрическая длина элемента в плоскости фермы (расстояние между смежными узлами в поясах ферм или длина элементов решётки);l1 – расстояние между узлами, закреплёнными от смещения из плоскости фермы (например, горизонтальные связи по верхнему и нижнему поясам ферм).Принимаем тавровые сечения, составленные из 2-х равнополочных уголков.Подбор сечений поясов:Площадь сечения нижнего растянутого пояса определяют по формуле (2). Максимальное усилие растяжения в стержне 5-Н2: Nmax= 719,045 кН. Требуемая площадь сечения одного уголка при с=0,95По сортаменту находим равнополочные уголки 110х8; А=17,2 см2; ix=3,39 см; iy=4,87 см.Расчетная длина: lx=6м – расстояние между смежными узлами фермы;ly=6м – расстояние между узлами связей по нижнему поясу.Гибкость элемента;Площадь сечения верхнего сжатого пояса определяют по формуле (1). Верхний пояс принимаем без изменения сечения по всей длине и рассчитываем по максимальному усилию.Ребра железобетонных панелей привариваются в местах опор на верхнем поясе во всех узлах фермы. Тогда lx= ly=3,01 м. В противном случае ly равна расстоянию между узлами крепления горизонтальных связей в уровне верхнего пояса (ly=nlx).Для верхнего пояса .Принимаем ƛ=????√Ry/E=100√23,5/20*103=3,43По таблице Д1 СП16.13330-2017, принимаемφ=0,488Требуемая площадь сечения одного уголкаОпределим требуемые радиусы инерции: =0,8*301/100=2,41 см = 301/100=3,01 см
Из сортамента находим равнополочные уголки 125х14 А =33,37 см2., радиусы инерции сечения верхнего пояса равны:
ix= 3,8 см; iy= 5,6 см.
Гибкости стержня
где [ λ ] = [120] – предельная гибкость (СП16.13330-2017 )
Проверка устойчивости стержня.
Проверка устойчивости стержня проводим по наименьшему значению коэффициента φх
Устойчивость стержня обеспечена.
Подбор сечений элементов решётки ферм:
Опорный раскос 1-2 принимаем из профилей верхнего пояса - уголок 125х14 .
Подбираем сечение растянутого раскоса 2-3: N=287,618 кН; l=3,874 м
По сортаменту находим равнополочные уголки 70х5; А=6,86 см2; ix=2,16 см; iy=3,23 см.
Подбираем сечение сжатого раскоса 4-5: N=129,892 кН; l=4,208 м
Площадь сечения верхнего сжатого пояса определяют по формуле (1).
Принимаем 
ƛ=????√Ry/E=100√23,5/20*103=3,43
По таблице Д1 СП16.13330-2017, принимаем
φ=0,488
Требуемая площадь сечения одного уголка
Определим требуемые радиусы инерции:
=0,8*420,8/100=3,37 см
= 420,8/100=4,2 см
Из сортамента находим равнополочные уголки 125х8, А =19,69 см2., радиусы инерции сечения верхнего пояса равны:
ix= 3,87 см; iy= 5,46 см.
Гибкости стержня
где [ λ ] = [120] – предельная гибкость (СП16.13330-2017 )
Проверка устойчивости стержня.
Проверка устойчивости стержня проводим по наименьшему значению коэффициента φх
Устойчивость стержня обеспечена.
Подбираем сечение сжатой стойки 0-1