Министерство науки и высшего образования РФВолгоградский государственный технический университетФакультет дистанционного обученияКафедра «Строительные конструкции, основания и надёжность сооружений»Курсовая работапо дисциплине «Металлические конструкции»ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНОЙ ФЕРМЫВыполнил: ст. уч. гр ПГС-19Савельева Т.Д.Проверил: Габова В.В.Волгоград 2023ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫСпроектировать стропильную ферму промышленного здания при следующих данных:Рис.1. Схема фермы.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

• 
  Район строительства – гор. Волгоград
  
• 
  Пролёт фермы – L=24 м
  
• 
  Шаг ферм – 12 м
  
• 
  Кровля – холодная
  
• 
  Материал фермы – сталь марки ВСт3пс6 по СП16.13330-2017
  
• 
  Ry=235 МПа = 23.5 Кн/см²
  
• 
  Класс ответственности здания – II (Коэффициент надёжности по назначению _n=0,95)
  

Геометрические размеры стержней фермы Таблица 1.

Элемент	Стержень	Геометрические размеры стержней, мм
		Пролет фермы 24 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
	5-6	4208
Стойки	0-1	2200
	3-4	2700
	6-7	3200

При шаге ферм В=12м. Таблица 2.

№ п/п	Состав кровли	Нормативная нагрузка, Кн/м2	γf	Расчётная нагрузка, Кн/м2
1.	Гравийный защитный слой на битумной мастике, t = 2см.	0,40	1,3	0,52
2.	Гидроизоляционный ковёр из 3-х слоёв рубероида	0,20	1,3	0,26
3.	Утеплитель (пенопласт, ρ = 50Кг/м3, t = 6см)	0,30	1,3	0,39
4.	Пароизоляция	0,05	1,3	0,065
5.	Стальной профилированный настил марки Н60-845-1.0	0,16	1,05	0,168
6.	Собственный вес металлоконструкций (ферма, связи, прогоны)	0,30	1,05	0,315

---

Итого: q = 1,735

6.

Снеговая нагрузка ( II снеговой р-он)

0,8

1,4

S 0 =1,12

1. 
   Вычисляем узловые нагрузки
   

При уклоне кровли 1/12 угол =448, cos =0,996Усилие в узле от постоянной нагрузки:Усилие в узле от снеговой нагрузки: ,где b = 3,01 м.- длина панели верхнего пояса (ширина грузовой площади).Т.к. ферма симметрично нагружена, усилия от действия единичных нагрузок в узлах (столбец 3), (табл.1) умножаем на фактические узловые нагрузки (столбец 4и5). Заполняем соответствующие колонки для растянутых (столбец 6) и сжатых (столбец 7) стержней.Усилия в стержнях фермыТаблица 3.

Элемент	Стержень	Усилия от узловой нагрузки Fузл=1,0 кН	Усилия от постоянной нагрузки Fп = 65,58 кН	Усилия от снеговой нагрузки Fcн = 38,43 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	-445,944	-261,324		707,268
	4-В3	-6.80	-445,944	-261,324		707,268
	6-В4	-7.65	-501,684	-293,9895		795,6765
Ниж -ний пояс	2-Н1	4.35	285,273	167,1705	452,4435
	5-Н2	7.75	508,245	297,8325	806,0775
Раскосы	1-2	-5.60	-367,248	-215,208		582,456
	2-3	3.10	203,298	119,133	322,431
	4-5	-1.40	-91,812	-53,802		145,614
	5-6	-0.20	-13,116	-7,686		20,802
Стойки	0-1	-0.50	-32,79	-19,215		52,005
	3-4	-1.00	-65,58	-38,43		104,01
	6-7	0.30	19,674	11,529	31,203

---

2. 
   Подбор сечений стержней фермы
   

Подбор сечений сжатых стержней.

• 
  Задаётся тип поперечного сечения и определяется требуемая площадь сечения:
  

, (1)γ_с – 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 A_тр, i_тр,x, i_тр,y по сортаменту подбирают подходящий размер профиля. При несогласованности значений изменяют сечение и вновь проверяют устойчивость.
  

Местная устойчивость сжатых полок прокатных уголков обычно обеспечивается.

• 
  Проверка устойчивости: .
  

Подбор сечений растянутых стержней. . (2)По A_тр 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: N_max= 806,0775 кН. Требуемая площадь сечения одного уголка при _с=0,95По сортаменту находим равнополочные уголки 110х10; А=19,24 см²; i_x=3,05 см; i_y=4,49 см.Расчетная длина: l_x=6м – расстояние между смежными узлами фермы;l_y=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 l_x= l_y=3,01 м. В противном случае l_y равна расстоянию между узлами крепления горизонтальных связей в уровне верхнего пояса (l_y=nl_x).Для верхнего пояса .Принимаем ƛ=????√R_y/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 160х11 А =34,42 см²., радиусы инерции сечения верхнего пояса равны: i_x= 4,94 см; i_y= 6,95 см.Гибкости стержнягде [ λ ] = [120] – предельная гибкость (СП16.13330-2017 )Проверка устойчивости стержня.Проверка устойчивости стержня проводим по наименьшему значению коэффициента φ_хУстойчивость стержня обеспечена.Подбор сечений элементов решётки ферм:Опорный раскос 1-2 принимаем из профилей верхнего пояса - уголок 160х11 .Подбираем сечение растянутого раскоса 2-3: N=322,431 кН; l=3,874 мПо сортаменту находим равнополочные уголки 70х5; А=6,86 см²; i_x=2,16 см; i_y=3,23 см.Подбираем сечение сжатого раскоса 4-5: N=145,614 кН; l=4,208 мПлощадь сечения верхнего сжатого пояса определяют по формуле (1). Принимаем ƛ=????√R_y/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*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: i_x= 3,87 см; i_y= 5,46 см.Гибкости стержнягде [ λ ] = [120] – предельная гибкость (СП16.13330-2017 )Проверка устойчивости стержня.Проверка устойчивости стержня проводим по наименьшему значению коэффициента φ_хУстойчивость стержня обеспечена.Подбираем сечение сжатого раскоса 5-6

---

Смотрите также файлы

• Готфрид Вильгельм Лейбниц Джон Локк Дэвид Юм Джордж Беркли Т. Гоббс Бенедикт Спиноза Его трактат О душе первое специальнопсихологическое сочинение.docx

• Ассортимент приготовления и способы реализации горячих блюд для гриль бар.docx

• Текст вопроса Предметом бухгалтерского учета является a.docx

• Тест по темам Грамматика как раздел науки о языке, Морфология как раздел грамматики.doc

• Курсовая работа по дисциплине Управление в чрезвычайных ситуациях на тему Возможные экономические, социальные и экологические последствия чрезвычайных ситуаций.docx