Файл: Исходные данные для проектирования.docx

В расчетной схеме элементы конструкции заменяются стержнями. Связи между стержнями шарнирные. На структурную конструкцию действуют сосредоточенные силы, передаваемые через прогоны на узлы верхнего пояса.

Для дальнейших расчетов выбран фрагмент структурного покрытия с максимальными усилиями, изображенный на рисунок 2.7. Результаты выполненных расчетов указаны в таблице 2.4.

Рисунок 2.7 – Усилия в стержнях конструкции

Таблица 2.4 – Результаты выполненных расчетов

Группа стержней	Величина усилия, N
1	2
Нижний пояс (в продольном и поперечном направлении)	32,48
	190,31
	128,09

Продолжение таблицы 2.4

	202,04
	157,74
	30,48
	57,77
Верхний пояс (в продольном и поперечном направлении)	-67,26
	-97,47
	-120,95
	-159,55
	-132,9
	-120,0
	-96,13
	-66,07
	3,99
	-63,61
	-106,91
	-127,34
	-127,64
	-107,83
	-65,06
	3,99
Раскосы ∙	58,09
	16,09
	0,98
	-42,56
Раскосы ∙ - используется одно пирамидальное строение

2.5 Конструктивный расчет фермы

Конструктивный расчет необходим для подбора сечений элементов конструкции. Стержни выполнены из трубчатых профилей. Стержни конструкции работают на осевые усилия: растягивающие и сжимающие. Для конструктивного расчета рассматриваются шесть типов-размеров для подбора сечения (два элемента верхнего пояса, два элемента нижнего пояса и два элемента раскосов).

Подбор сечения для центрально сжатого элемента определяется по формуле

, (2.15)

где

– расчетное усилие в элементе,

– предварительное значение коэффициента продольного изгиба для центрально-сжатого стержня, принятый 0,8;

– расчетное сопротивление стали по пределу текучести;

– коэффициент условия работы, принимаемый 1.

Проверка сечения проводится по устойчивости по формуле

, (2.16)

Подбор сечения для центрально растянутого элемента определяется по формуле

, (2.17)

где

– расчетное усилие в элементе;

– расчетное сопротивление стали по пределу текучести;

– коэффициент условия работы, принимаемый 1.

 - предельная гибкость, принимаемая =400 для растянутых элементов при отсутствии динамических нагрузок.

Проверка сечения проводится по прочности по формуле

, (2.18)

Условные гибкости считаются по формуле:

, (2.19)

где

– приведенная гибкость.

Е – модуль упругости стали, равный

МПа

Расчет элементов верхнего пояса

N₁= - 66,07 кН – расчетное усилие в элементе

Сечение из замкнутых профилей (труб) определяется по формуле (2.14)

По сортаменту подбираем сечение из трубы D42

7 с диаметром 42 мм, толщиной стенки 7 мм, площадью 7,69 см²,

Условные гибкости:

где

- коэффициент использования несущей способности, принимаемый 0,8.

Проверка устойчивости принятого сечения считаются по формуле (2.16):

устойчивость обеспечена.

Проверка гибкости:

N₁= - 66,07 кН – расчетное усилие в элементе

Сечение из замкнутых профилей (труб) определяется по формуле (2.14)

По сортаменту подбираем сечение из трубы D42

2,8 с диаметром 42 мм, толщиной стенки 2,71 мм, площадью 3,45 см²,

Условные гибкости:

= 0,89

где

- коэффициент использования несущей способности, принимаемый 0,8.

Проверка устойчивости принятого сечения:

устойчивость обеспечена.

Проверка гибкости:

Расчет элементов верхнего пояса

N = 136,65 кН – расчетное усилие в элементе

Сечение из замкнутых профилей (труб) определяется по формуле (2.15)

см³

По сортаменту подбираем сечение из трубы D42

5 с диаметром 42 мм, толщиной стенки 5 мм, площадью 5,81 см²,

Проверка прочности принятого сечения:

т.е обеспечивается с запасом.

Проверка гибкости:

Расчет элементов верхнего пояса

N = 59,06 кН – расчетное усилие в элементе

Сечение из замкнутых профилей (труб) определяется по формуле (2.15)

см³

По сортаменту подбираем сечение из трубы D42

2,5 с диаметром 42 мм, толщиной стенки 2,43 мм, площадью 3,10 см²,

Проверка прочности принятого сечения:

т.е обеспечивается с запасом.

Проверка гибкости:

Расчет раскосов

N = 58,09 кН – расчетное усилие в элементе

Сечение из замкнутых профилей (труб) определяется по формуле (2.15)

см³

По сортаменту подбираем сечение из трубы D42

2,5 с диаметром 42 мм, толщиной стенки 2,43 мм, площадью 3,10 см²,

Проверка прочности принятого сечения:

т.е обеспечивается с запасом.

Проверка гибкости:

N₁= - 42,06 кН – расчетное усилие в элементе

Сечение из замкнутых профилей (труб) определяется по формуле (2.14)

По сортаменту подбираем сечение из трубы D42

2,5 с диаметром 42 мм, толщиной стенки 2,43 мм, площадью 3,10 см²,

Условные гибкости:

=0,89.

где

устойчивость обеспечена.

Проверка гибкости:

Таким образом в конструктивно-расчетном разделе выполнен расчет колонны, выполнен статический расчет всей конструкции и подобраны сечения структурной конструкции покры