Файл: Курсовая работа по дисциплине Металлические конструкции.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.10.2023

Просмотров: 52

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство науки и высшего образования РФ

Волгоградский государственный технический университет

Факультет дистанционного обучения

Кафедра «Строительные конструкции, основания и надёжность сооружений»

Курсовая работа

по дисциплине «Металлические конструкции»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНОЙ ФЕРМЫ

Выполнил: ст. уч. гр ПГС-19

Савельева Т.Д.

Проверил: Габова В.В.


Волгоград 2023

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ
Спроектировать 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 =0,996

Усилие 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 фермы Таблица 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






  1. Подбор сечений стержней фермы

Подбор сечений сжатых стержней.

  • 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.

Местная устойчивость сжатых полок прокатных уголков обычно обеспечивается.

  • Проверка устойчивости: .



Подбор сечений растянутых стержней.

. (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 уголков

Таблица 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= 806,0775 кН. Требуемая площадь сечения одного уголка при с=0,95



По сортаменту находим равнополочные уголки 110х10; А=19,24 см2; ix=3,05 см; iy=4,49 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=n lx).

Для верхнего пояса .

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*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:

ix= 4,94 см; iy= 6,95 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 160х11 .
Подбираем сечение растянутого раскоса 2-3: N=322,431 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=145,614 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 сжатого раскоса 5-6

Смотрите также файлы