Файл: "Проектирование и расчет стальной фермы покрытия из парных уголков".docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 419
Скачиваний: 12
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3. Конструктивный расчет фермы3.1. Подбор сечений элементов фермы
Центрально-сжатые элементы:При подборе центрально сжатых элементов для начала определяем расчетное сопротивление стали по пределу текучести для поясов ферм С345 для решетки фермы С245 ,предварительно задаемся гибкостью: для поясов и опорных раскосов , для решетки .Определяем условную гибкость стержня колонны:По условной гибкости находим коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения с.Из условия общей устойчивости определяем требуемую площадь сечения элемента:Где: - коэффициент условий работы0,9 – для сжатого верхнего пояса, растянутого нижнего пояса и раскосов;0,8 – для сжатых стоек и раскосов.По требуемой площади по сортаменту подбираем сечение из двух уголков и определяем его фактические геометрические характеристики.Для подобранного сечения определяем гибкости и сравниваем с предельным значением:Где - предельная гибкость: – для поясов и опорных раскосов; – для прочих сжатых раскосовПри:
3.2. Расчет узлов фермы3.2.1.Расчет длин сварных швовВ фермах из парных уголков стержни в узлах объединяются посредством фасонок, расположенных между уголками. Уголки к фасонкам крепятся при помощи сварки. При расчете узлов сварных ферм из парных уголков определяются размеры и катеты сварных швов и назначаются габариты фасонок.Заводские сварные швы выполняем полуавтоматической сваркой марка сварочной проволоки Св-08Г2С, монтажные ручной дуговой сваркой.Сталь поясов – С345; Сталь решетки – С245; Сталь фасонок C255.Действующее в элементе усилие распределяется между швами по обушку и перу уголка обратно пропорционально их расстояниям до оси стержня:Где для равнополочных уголков.Длины сварных швов для крепления уголков к фасонкам:На обушке:На пере:Определяем опасное сечение шва:где – коэффициенты глубины проплавления [2, табл. 39]; – расчетное сопротивление углового шва по металлу шва [2, табл. Г2]; - расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления [2, табл. 4], здесь - нормативное временное сопротивление, определяемое по [2, табл. В5] для стали С245.Так как , то расчет ведем по металлу границы сплавления.Поскольку усилия в стержнях фермы симметричны относительно монтажного стыка, расчет швов произведем для одной половины. Размеры фасонок в узлах принимаем конструктивно исходя из условий листового проката и размещения сварных швов элементов решетки.Сварные швы(по обушке и перу) крепления фасонок к поясам выполняем сплошными с наименьшим катетом, длины швов принимаем на 20мм меньше длины фасонки. Фасонки выпускаем за обушки поясных уголков на 10мм, в местах крепления прогонов утапливаем на 10мм. Толщину фасонок
назначаем из условия максимального напряжения в стержнях фермы.Для снижения сварочных напряжений в фасонках, стержни решетки не доводим до поясов на расстояние a = 6 · t – 20 мм = 6*12-20 = 52мм (t – толщина фасонки), но не более 80 мм и не менее 50 мм, окончательно принимаем 60мм. Расстояние между сварными швами решетки принимается равным не менее 50 мм.Схема расположения узловРезультаты расчета сварных швов
Размеры фасонок:Для узлов (1,4) – 600х380мм; Для узлов (2,5) – 600х400мм;Для узлов 3,6,7 – 200х280мм.
Центрально-сжатые элементы:При подборе центрально сжатых элементов для начала определяем расчетное сопротивление стали по пределу текучести для поясов ферм С345 для решетки фермы С245 ,предварительно задаемся гибкостью: для поясов и опорных раскосов , для решетки .Определяем условную гибкость стержня колонны:По условной гибкости находим коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения с.Из условия общей устойчивости определяем требуемую площадь сечения элемента:Где: - коэффициент условий работы0,9 – для сжатого верхнего пояса, растянутого нижнего пояса и раскосов;0,8 – для сжатых стоек и раскосов.По требуемой площади по сортаменту подбираем сечение из двух уголков и определяем его фактические геометрические характеристики.Для подобранного сечения определяем гибкости и сравниваем с предельным значением:Где - предельная гибкость: – для поясов и опорных раскосов; – для прочих сжатых раскосовПри:
- расчетная длина элемента:
Для поясов, опорных раскосов и стоек:
Остальные элементы решетки:
По наибольшей из двух гибкостей
определяем условную гибкость :
По условной гибкости для типа сечения с уточняем коэффициент
и проверяем устойчивость элемента:
Центрально-растянутые элементы.
Требуемую площадь сечения центрально-растянутого элемента определяют по формуле
По требуемой площади
по сортаменту подбираем сечение из двух уголков и определяем его фактические геометрические характеристики.
Для подобранного сечения определяем гибкости и сравниваем с предельным значением:
Где
- предельная гибкость:
проверяем устойчивость элемента:
| Элемент фермы | № элемента | Расчетное усилие N кН | Сечение | A см2 | Расчетные длины, см | Радиусы инерции, см | Напряжение | Сталь | |||||||
| | | | | | | |||||||||
| Верхний пояс | 5,14 | 0 | 140х12 | 64,98 | 300 | 300 | 300 | 4,31 | 6,25 | 0 | 28,8 | С345 | |||
| 6,7, 12,13 | -626,82 | 140х12 | 64,98 | 300 | 300 | 300 | 4,31 | 6,25 | 17,54 | 28,8 | |||||
| 8,9, 10,11 | -940,23 | 140х12 | 64,98 | 300 | 300 | 300 | 4,31 | 6,25 | 26,32 | 28,8 | |||||
| Нижний пояс | 1,4 | 352,9 | 110х8 | 34,4 | 600 | 600 | 1200 | 3,39 | 5,02 | 23,91 | 30,6 | С345 | |||
| 3,2 | 822,6 | 110х8 | 34,4 | 600 | 600 | 1200 | 3,39 | 5,02 | 23,91 | 30,6 | |||||
| 35,36 | 978,89 | 110х8 | 34,4 | 300 | 300 | 1200 | 3,39 | 5,02 | 28,46 | 30,6 | |||||
| Раскосы | 16,31, 32,18 | -510,83 | 125х10 | 48,66 | 217 | 217 | 217 | 3,85 | 5,58 | 17,38 | 19,2 | С245 | |||
| 17,33 | 0 | 75х7 | 20,3 | 217 | 174 | 217 | 2,29 | 3,54 | 0 | 19,2 | |||||
| 19,30 | 397,31 | 90х6 | 21,22 | 435 | 348 | 435 | 2,78 | 4,11 | 18,72 | 21,6 | |||||
| 21,28 | -283,8 | 125х10 | 48,66 | 435 | 348 | 435 | 3,85 | 5,58 | 9,66 | 19,2 | |||||
| 22,27 | 171,24 | 90х6 | 21,22 | 435 | 348 | 435 | 2,78 | 4,11 | 8,07 | 21,6 | |||||
| 24 | -56,76 | 90х6 | 21,22 | 435 | 348 | 435 | 2,78 | 4,11 | 9,11 | 19,2 | |||||
| 25 | -109,17 | 90х6 | 21,22 | 435 | 348 | 435 | 2,78 | 4,11 | 17,52 | 19,2 | |||||
| Стойки | 15 | -41,43 | 75х7 | 20,3 | 315 | 315 | 315 | 2,29 | 3,54 | 8,04 | 19,2 | С245 | |||
| 20 | -82,26 | 75х7 | 20,3 | 315 | 315 | 315 | 2,29 | 3,54 | 15,97 | 19,2 | |||||
| 23 | -82,26 | 75х7 | 20,3 | 315 | 315 | 315 | 2,29 | 3,54 | 15,97 | 19,2 | |||||
| 26 | -82,26 | 75х7 | 20,3 | 315 | 315 | 315 | 2,29 | 3,54 | 15,97 | 19,2 | |||||
| 29 | -82,26 | 75х7 | 20,3 | 315 | 315 | 315 | 2,29 | 3,54 | 15,97 | 19,2 | |||||
| 34 | -41,43 | 75х7 | 20,3 | 315 | 315 | 315 | 2,29 | 3,54 | 8,04 | 19,2 | |||||
3.2. Расчет узлов фермы3.2.1.Расчет длин сварных швовВ фермах из парных уголков стержни в узлах объединяются посредством фасонок, расположенных между уголками. Уголки к фасонкам крепятся при помощи сварки. При расчете узлов сварных ферм из парных уголков определяются размеры и катеты сварных швов и назначаются габариты фасонок.Заводские сварные швы выполняем полуавтоматической сваркой марка сварочной проволоки Св-08Г2С, монтажные ручной дуговой сваркой.Сталь поясов – С345; Сталь решетки – С245; Сталь фасонок C255.Действующее в элементе усилие распределяется между швами по обушку и перу уголка обратно пропорционально их расстояниям до оси стержня:Где для равнополочных уголков.Длины сварных швов для крепления уголков к фасонкам:На обушке:На пере:Определяем опасное сечение шва:где – коэффициенты глубины проплавления [2, табл. 39]; – расчетное сопротивление углового шва по металлу шва [2, табл. Г2]; - расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления [2, табл. 4], здесь - нормативное временное сопротивление, определяемое по [2, табл. В5] для стали С245.Так как , то расчет ведем по металлу границы сплавления.Поскольку усилия в стержнях фермы симметричны относительно монтажного стыка, расчет швов произведем для одной половины. Размеры фасонок в узлах принимаем конструктивно исходя из условий листового проката и размещения сварных швов элементов решетки.Сварные швы(по обушке и перу) крепления фасонок к поясам выполняем сплошными с наименьшим катетом, длины швов принимаем на 20мм меньше длины фасонки. Фасонки выпускаем за обушки поясных уголков на 10мм, в местах крепления прогонов утапливаем на 10мм. Толщину фасонок
назначаем из условия максимального напряжения в стержнях фермы.Для снижения сварочных напряжений в фасонках, стержни решетки не доводим до поясов на расстояние a = 6 · t – 20 мм = 6*12-20 = 52мм (t – толщина фасонки), но не более 80 мм и не менее 50 мм, окончательно принимаем 60мм. Расстояние между сварными швами решетки принимается равным не менее 50 мм.Схема расположения узловРезультаты расчета сварных швов
| Узел | № Стержня | Сечение | Расчетное усилие | Шов по обушку | Шов по перу | |||||
кН | мм | см | кН | мм | см | |||||
| 1 | 5 | 140х12 | 0 | | 6 | 58 | | | 58 | |
| 6 | 140х12 | 626,82 | ||||||||
| 18 | 125х10 | 510,83 | 357,58 | 6 | 19 | 153,25 | 6 | 9 | ||
| 19 | 90х6 | 397,31 | 278,12 | 6 | 15 | 119,19 | 6 | 7 | ||
| 2 | 1 | 110х8 | 352,9 | - | 6 | 58 | - | 6 | 58 | |
| 2 | 110х8 | 822,6 | ||||||||
| 19 | 90х6 | 397,31 | 278,12 | 6 | 15 | 119,19 | 6 | 7 | ||
| 20 | 75х7 | 82,26 | 57,58 | 6 | 7 | 24,68 | 6 | 7 | ||
| 21 | 125х10 | 283,8 | 198,66 | 6 | 11 | 85,14 | 6 | 7 | ||
| 3 | 6 | 140х12 | 626,82 | - | 6 | 58 | - | 6 | 58 | |
| 7 | 140х12 | 626,82 | ||||||||
| 20 | 75х7 | 82,26 | 57,58 | 6 | 7 | 24,68 | 6 | 7 | ||
| 4 | 7 | 140х12 | 626,82 | - | 6 | 18 | - | 6 | 18 | |
| 8 | 140х12 | 940,23 | ||||||||
| 21 | 125х10 | 283,8 | 198,66 | 6 | 11 | 85,14 | 6 | 7 | ||
| 22 | 90х6 | 171,24 | 119,87 | 6 | 7 | 51,37 | 6 | 6 | ||
| 5 | 2 | 110х8 | 822,6 | - | 6 | 58 | - | 6 | 58 | |
| 35 | 110х8 | 978,89 | ||||||||
| 22 | 90х6 | 171,24 | 119,87 | 6 | 7 | 51,37 | 6 | 6 | ||
| 23 | 75х7 | 82,26 | 57,58 | 6 | 7 | 24,68 | 6 | 7 | ||
| 24 | 90х6 | 56,76 | 39,73 | 6 | 6 | 17,03 | 6 | 6 | ||
| 6 | 8 | 140х12 | 940,23 | - | 6 | 18 | - | 6 | 18 | |
| 9 | 140х12 | 940,23 | ||||||||
| 23 | 75х7 | 82,26 | 57,58 | 6 | 7 | 24,68 | 6 | 7 | ||
| 7 | 17 | 75х7 | 0 | 0 | 6 | 6 | 0 | 6 | 6 | |
| 18 | 125х10 | 510,83 | - | 6 | 18 | - | 6 | 18 | ||
| 16 | 125х10 | 510,83 | ||||||||
Размеры фасонок:Для узлов (1,4) – 600х380мм; Для узлов (2,5) – 600х400мм;Для узлов 3,6,7 – 200х280мм.
кН
кН