Расчет и проектирование стропильной фермы
Особенность выбора типа стропильной фермы и материалов покрытия. Определение узловых нагрузок, опорных реакций и усилий в стержнях. Подбор сечений фундамента усадьбы. Главная характеристика общей длины швов. Правила проектирования узлов хозяйства.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 14.04.2015 |
Размер файла | 310,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Техникум
Сварочное производство
Основы расчета и проектирования сварных конструкций
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Расчет и проектирование стропильной фермы
Содержание
Введение
1. Исходные данные
1.1 Выбор типа фермы и материала покрытия
1.2 Определение высоты фермы и типа решетки
1.3 Определение узловых нагрузок
1.4 Определение опорных реакций
1.5 Определение усилий в стержнях фермы
1.6 Подбор сечений стержней фермы
1.7 Проектирование узлов фермы
Список используемой литературы
Введение
Фермой называется стержневая система, остающаяся геометрически неизменяемой после условной замены ее жестких узлов шарнирными. Фермы имеют назначение, по существу, такое же, как и балки сплошного сечения, но применяются для перекрытия значительных пролетов, когда проектирование сплошных балок (например, двутавровых) становится экономически невыгодным вследствие неполного использования материала стенки, напряжения в которой меньше, чем в полках (см. эпюру нормальных напряжений в поперечных сечениях балки на рис. 2.1), и необходимости
1. Исходные данные
Таблица 1
Пролет фермы |
L |
18 |
м |
|
Длина панели |
l |
3 |
м |
|
Толщина снегового покрова |
H |
0,5 |
м |
|
Шаг колонн |
B |
12 |
м |
|
Марка стали |
14Г2 |
Рис. 1
утолщения вертикальной стенки в связи с возможностью ее выпучивания (при значительной высоте стенки). В таких случаях сплошную балку заменяют стержневой системой -- фермой, элементы которой (стержни) при действии сосредоточенных нагрузок, приложенных в узлах, работают главным образом на центральное сжатие или растяжение. Это дает возможность значительно лучше использовать материал фермы, так как эпюры нормальных напряжений в поперечных сечениях каждого из ее стержней практически имеют вид прямоугольников. Поэтому ферма легче балки со сплошной стенкой, имеющей одинаковые с ней пролет и высоту. Примером фермы может служить система, изображенная на рис. 2.2.
Рис. 2
Кроме плоских ферм, у которых оси всех стержней расположены в одной плоскости, применяются пространственные фермы, оси элементов которых не лежат в одной плоскости (рис. 2.3). Расчет пространственной фермы во многих случаях удается свести к расчету нескольких плоских ферм.
Рис. 3
поперечных сечениях каждого из ее стержней практически имеют вид прямоугольников. Поэтому ферма легче балки со сплошной стенкой, имеющей одинаковые с ней пролет и высоту. Примером фермы может служить система, изображенная на рис. 2.2.
Кроме плоских ферм, у которых оси всех стержней расположены в одной плоскости, применяются пространственные фермы, оси элементов которых не лежат в одной плоскости (рис. 2.3). Расчет пространственной фермы во многих случаях удается свести к расчету нескольких плоских ферм.
Расстояние между осями опор фермы (рис. 2.4, а) называется пролетом; стержни, расположенные по внешнему контуру фермы, называются поясными и образуют пояса; стержни, соединяющие пояса, образуют решетку фермы и называются: вертикальные -- стойками, наклонные -- раскосами. Расстояние между соседними узлами любого пояса фермы (обычно измеряемое по горизонтали) называется панелью.
Рис. 4
Фермы классифицируют по следующим пяти признакам:
1) характеру очертания внешнего контура;
2) типу решетки;
3) типу опирания фермы;
4) назначению фермы;
5) уровню езды
По характеру очертания различают фермы с параллельными поясами (рис. 2.4, а) и с ломаным или так называемым полигональным расположением поясов. К последним относятся, например, фермы с параболическим очертанием верхнего пояса (рис. 2.4, б) и фермы треугольного очертания (рис. 2.4, в).
Рис. 5
Рис. 6
По типу решетки фермы делятся на: фермы с треугольной решеткой (рис. 2.5, а); фермы с раскосной решеткой (рис. 2.5, б); фермы с полураскосной решеткой (рис. 2.5, б); фермы с ромбической решеткой (рис. 2.5, г); двухрешетчатые (рис. 2.5, д), многорешетчатые (рис. 2.5, е).
По типу о п и р а н и я фермы могут быть: закрепленными, у обоих концов -- балочными (рис. 2.6, а) или арочными (рис. 2.6, д, е); консольными -- закрепленными у одного конца (рис. 2.6, б); балочно-консольными (рис. 2.6, в, г).
В зависимости от назначения различают фермы стропильные (рис. 2.7, а), крановые (рис. 2.7, б), башенные (рис. 2.7, в), мостовые (рис. 2.8) и др.
Мостовые фермы в зависимости от уровня езды делятся на фермы с ездой понизу (рис. 2.8, о), фермы с ездой поверху, (рис. 2.8, б) и фермы с ездой посередине (рис. 2.8, в).
Рис. 7
Рис. 8
1.1 Выбор типа фермы и материала покрытия
Выбор типа стропильной фермы определяется уклоном кровли:
- рулонные материалы по железобетонным плитам
i=1/8 ч 1/12 (б=7ч 5о);
- кровельное железо
i=1/4 ч 1/5 (б=14 ч 11о);
- асбоцементные волнистые листы
i=1/4 ч 1/7 (б=15ч 8о);
г) черепица б>30о.
Выбираем рулонные материалы по железобетонным плитам, которые образуют жесткий диск после монтажа, i=1/8 ч 1/12 (б=7ч 5о). По ширине панели и шагу колонн выбираем плиту марки ПНКЛ-4 из условия передачи нагрузок на узлы.
По материалам покрытия принимаем двускатную (верхний пояс расположен под углом к нижнему) полигональную ферму.
1.2 Определение высоты фермы и типа решетки
Принимаем раскосную схему решетки с нисходящими опорными раскосами и опорными стойками. Направление раскосов выберем так, что бы все раскосы работали на растяжение, соответственно уменьшилось количество сжатых стержней сходящихся в узле, что упростит их проектирование и изготовление.
По ширине панели l=3м и оптимальному углу наклона раскоса б=450±100 принимаем высоту опорного раскоса hоп=3м.
Возвышение верхнего пояса
Дh=L/(2*i)=18 L/(2*12)=0,75м.
Тогда высота ферме в коньке
hк=hоп+ Дh=3+0,75=3,75м.
Условие соответствия железнодорожным габаритам hк?3,85 м выполнено.
Опоры принимаем скользящие, для принятия с татически определимой расчетной схемы.
Рис. 9 Схема стропильной фермы.
1.3 Определение узловых нагрузок
Принимаем границы грузовой площади на один узел равными размеру железобетонной плиты, т.к. мы выбрали плиту с шириной равной l=3м и длиной L=12м. Тогда, =3х12=36 м2.
На крайние узлы ферм нагрузка будет равна половине промежуточной.
Постоянные нагрузки на ферму представлены в таблице 4.1
Таблица 2
Нагрузка |
qнорм кг/м2 |
n |
qрасч кг/м2 |
|
плита ПНКЛ-4 3х12м |
189 |
11 |
208 |
|
металлоконструкции покрытия (ориентировочно) |
30 |
1,1 |
33 |
|
асфальтовая стяжка |
36 |
1,2 |
43 |
|
пенобетонная теплоизоляция Н=8см |
48 |
1,2 |
58 |
|
трехслойного гидроизолирующего ковра |
10 |
1,1 |
11 |
|
Всего: |
353 |
В соответствии с приложением Г.1. СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия» при уклонах двускатных покрытий б 20° принимаем вариант 1 по рис Г.1. и коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие =1, т.к. для покрытий из Ж/Б плит б=7ч 5о
Рис Г. 10
Интенсивность снеговой нагрузки
qс=Н*1000Н/м3=0,5м*100кгс/м3=50кгс/м2
Тогда постоянные узловые нагрузи:
Nп=qрасч*Aгр =335*36=12060 кгс
Временные узловые нагрузки:
Nв=qс*Aгр+2P =50*36+2*100=2000кгс
Где 2P=200кгс-вес двух человек с инструментом.
Нагрузка на узлы фермы равна сумме постоянной и временной нагрузок:
N1расч=Nп +Nв=12060+2000=14060 кгс=14,06 тс=140,6кН
Нагрузка на крайних узлах фермы:
N2расч= N1/2=14060\2=7030кгс=7,03 тс=70,3кН
1.4 Определение опорных реакций
Опоры принимаем скользящие, для принятия статически определимой расчетной схемы.
В инженерной практике опорные реакции фермы определяются аналитически.
В случае симметричной нагрузки на ферму реакции опор будут равны.
FA = FB = ?N/2 = (5N1+2N2)/2=42180кгс=42,180 тс=421,8кН
1.5 Определение усилий в стержнях фермы
Усилия в стержнях фермы найдем графическим методом По диаграмме Максвелла - Кремоны. Схемы стропильной фермы и распределения нагрузок приведены на рис. 5,1.
Таблица 3 Усилия в элементах фермы
Элемент |
№ элемента |
Усилие |
||
мм |
тс |
|||
стойки |
1-10 8-21 |
126,54 |
-42,180 |
|
11-12 19-20 |
97,3375 |
-32,440 |
||
13-14 17-18 |
51,2186 |
-17,071 |
||
15-16 |
16,8720 |
-5,643 |
||
раскосы |
10-11 20-21 |
137,6574 |
45,881 |
|
12-13 18-19 |
69,7090 |
23,234 |
||
14-15 16-17 |
10,1109 |
3,703 |
||
пояс верхний |
2-11 7-20 |
97,6759 |
-32,555 |
|
3-13 6-18 |
145,1184 |
-48,368 |
||
4-15 5-16 |
152,3752 |
-50,787 |
||
пояс нижний |
10-9 21-9 |
0 |
0 |
|
12-9 19-9 |
97,3385 |
32,442 |
||
14-9 17-9 |
144,6171 |
48,200 |
||
Масштаб сил; 1мм-0,3333 тс |
1.6 Подбор сечений стержней фермы
Стержни фермы примем из парных равнополочных уголков. По максимальному усилию в элементах фермы N=50 тс определим конструктивную толщину косынок S=12 мм.
Раскосы. Сечение растянутых элементов 14-15 и 16-17 (наименьшее растягивающее усилие) определим по формуле:
=3,703*104 / 310=120 мм2=1,2см2,
площадь одного уголка
А=Атр/2= 1,2/2=0,6 см2
По сортаменту подбираем уголок №2 с толщиной полки 4 мм.
Определим радиусы инерции данного сечения:
ix=0,3*h=0,3*2=0,6 см
iy=0,215*b=0,215*(1,2+2*2)=1,1 см
iy0=1,5* ix =1,5*0,6=0,9 см
Считая закрепления стержней шарнирными, что допустимо для плоских ферм примем приведенные длины стержней
lпр.14-15=l14-15 =461см длине стержня.
Найдем максимальную гибкость стержня:
=461/0,6=768, условие л ? лпр не выполнено.
Предельная гибкость для растянутых элементов не должна превышать 400.
Необходимо увеличить площадь сечения. Принимаем профиль №4,5 с толщиной полки 3 мм, А=2,65см2.
ix=0,3*h=0,3*4,5=1,35 см
=461/1,35=341, условие л ? лпр выполнено.
Найдем напряжение в стержне
у=N / A)= 3,703*104 / 2*265=70 МПа
Недонапряжение составляет:
Д у=( R - у)/ R =[(310-70) / 310]** 100%=77% ?5%
Сечение растянутых элементов 12-13 и 18-19 определим по формуле:
=23,234*104 / 310=749 мм2=7,5см2 , площадь одного уголка
А=Атр/2= 7,5/2=3,75 см2
По сортаменту подбираем уголок №5,6 с толщиной полки 3,5 мм, А=3,89см2
Определим радиусы инерции данного сечения:
ix=0,3*h=0,3*5,6=1,68см
=442,3/1,68=263, условие л ? лпр выполнено.
Найдем напряжение в стержне
у=N / A= 23,234*104 / 2*389=299 МПа
Недонапряжение составляет:
Д у=( R - у)/ R =[(310-299) / 310]** 100%=3,9% ?5%
Что находится в пределах допустимого.
Сечение растянутых элементов 10-11 и 20-21 определим по формуле:
=45,881*104 / 310=480 мм2=14,8см2,
тогда площадь одного уголка
А=Атр/2= 14,8/2=7,4 см2
По сортаменту подбираем уголок №7,5 с толщиной полки 5 мм, А=7,39см2
Определим радиусы инерции данного сечения:
ix=0,3*h=0,3*7,5=2,25см
=424,3/2,25=189,
условие л ? лпр выполнено.
Найдем напряжение в стержне
у=N / A= 45,881*104 / 2*739=310 МПа
Недонапряжение составляет:
Д у=( R - у)/ R =[(310-310) / 310]** 100%=0% ?5%
Что находится в пределах допустимого.
Верхний пояс. Подбор сечений наиболее нагруженных сжатых элементов 4-15 и 5-15 произведем по формуле:
= 50,783*104 / 310*0,460 = 3480мм = 34,8см2
где ц = 460 коэффициент продольного изгиба найдем по таблице приняв лпр =100 и Ry=310 МПа, т.к. предельная гибкость для сжатых элементов поясов и опорных стоек не должна превышать лпр=120.
Тогда =Атр / 2= 34,8 / 2=17,4 см2
По сортаменту подбираем профиль №11 с толщиной полки 7 мм. А=15,2см2 стропильный ферма покрытие стержень
Проверим гибкость стержня:
ix=0,3*h=0,3*11=3,3 см
=301/3,3=91
Условие л ? лпр выполнено
Найдем напряжения в стержне при цmin=0,530
у=N / (цmin * A)= 50,783*104 / 0,530*2*1520=315 МПа
Перенапряжения составляют:
Д у=( R - у)/ R =[(310-315) / 310]** 100%=-1,5% < 5%
Что находится в пределах допустимого.
Подбор сечений сжатых элементов 3-13 и 6-18 произведем по формуле:
= 48,368*104 / 310*0,460=3320мм2=33,2см2
где ц = 460 коэффициент продольного изгиба найдем по таблице приняв лпр =100 и Ry=310 МПа, т.к предельная гибкость для сжатых элементов поясов и опорных стоек не должна превышать лпр=120.
Тогда =Атр / 2= 33,2 / 2=16,6 см2
По сортаменту подбираем профиль №11 с толщиной полки 7 мм. А=15,2см2 ,z0=2,96 см
Проверим гибкость стержня:
ix=0,3*h=0,3*11=3,3 см
=301/3,3=91
Условие л ? лпр выполнено
Найдем напряжения в стержне при цmin=0,530
у=N / (цmin * A)= 48,368*104 / 0,530*2*1520=300 МПа
Недонапряжения составляют
Д у=( R - у)/ R =[(310-300) / 310]** 100%=3% < 5%
Что находится в пределах допустимого.
Подбор сечений сжатых элементов 2-11 и 7-20 произведем по формуле:
= 32,555*104 / 310*0,460=2283мм2=22,8см2
где ц = 460 коэффициент продольного изгиба найдем по таблице приняв лпр =100 и Ry=310 МПа, т.к предельная гибкость для сжатых элементов поясов и опорных стоек не должна превышать лпр=120.
Тогда =Атр / 2= 22,3 / 2=11,4 см2
По сортаменту подбираем профиль №10 с толщиной полки 6,5 мм. А=12,8см2 , z0=2,68 см
Проверим гибкость стержня:
ix=0,3*h=0,3*10=3,0 см
=301/3,0=100
Условие л ? лпр выполнено
Найдем напряжения в стержне при цmin=0,460
у=N / (цmin * A)= 32,555*104 / 0,460*2*1280=276 Мпа
Недонапряжения составляют
Д у=( R - у)/ R =[(310-276) / 310]** 100%=11% > 5%
Подобрать стандартный профиль по сортаменту более точно нельзя. Изготавливать нестандартный - нерационально.
Эксцетриситет при переходе от одного сечения к другому
е=(2,96-2,68)*100/10=2,8%< 5%
поэтому его можно не учитывать.
Стойки. Подбор сечений сжатых элементов 1-10 и 8-21 произведем по формуле:
= 42,180*104 / (310*0,460)=2445мм2=24,5см2
где ц = 460 коэффициент продольного изгиба найдем по таблице приняв лпр =100 и Ry=310 МПа, т.к предельная гибкость для сжатых элементов поясов и опорных стоек не должна превышать лпр=120.
Тогда =Атр / 2= 24,5 / 2=12,3 см2
По сортаменту подбираем профиль №10 с толщиной полки 8 мм.
А=15,6 см2
Проверим гибкость стержня:
ix=0,3*h=0,3*10=3,0 см
=300/3,0=100
Условие л ? лпр выполнено
Найдем напряжения в стержне при цmin=0,460
у=N / (цmin * A)= 42,180*104 / 0,460*2*1560=294 МПа
Недонапряжения составляют
Д у=( R - у)/ R =[(310-294) / 310]** 100%=5% > 5%
Что находится в пределах допустимого.
Подбор сечений сжатых элементов 11-12 и 19-20 произведем по формуле:
= 32,440*104 / (310*0,460)=2445мм2=22,75см2
где ц = 460 коэффициент продольного изгиба найдем по таблице приняв
лпр =100 и Ry=310 МПа,
т.к предельная гибкость для сжатых элементов поясов и опорных стоек не должна превышать лпр=120.
Тогда Атр / 2= 22,75 / 2=11,4 см2
По сортаменту подбираем профиль №10 с толщиной полки 7 мм.
А=13,8см2
Проверим гибкость стержня:
ix=0,3*h=0,3*10=3,0 см
=325/3,0=110
Условие л ? лпр выполнено
Найдем напряжения в стержне при цmin=0,350
у=N / (цmin * A)= 32,440*104 / 0,390*2*1380=301 МПа
Недонапряжения составляют
Д у=( R - у)/ R =[(310-301) / 310]** 100%=3% > 5%
Что находится в пределах допустимого.
Подбор сечений сжатых элементов 13-14 и 17-18 произведем по формуле:
= 17,071*104 / (310*0,330)=1669мм2=16,7см2
где ц = 460 коэффициент продольного изгиба найдем по таблице приняв лпр =120 и Ry=310 МПа, т.к предельная гибкость для сжатых элементов поясов и опорных стоек не должна превышать лпр=120.
Тогда =Атр / 2= 16,7 / 2=8,4 см2
По сортаменту подбираем профиль №10 с толщиной полки 6,5 мм.
А=12,8см2
Проверим гибкость стержня:
ix=0,3*h=0,3*10=3,0 см
=350/3,0=116
Условие л ? лпр выполнено
Найдем напряжения в стержне при цmin=0,390
у=N / (цmin * A)= 17,071*104 / 0,390*2*1280=171 МПа
Недонапряжения составляют
Д у=( R - у)/ R =[(310-171) / 310]** 100%=45% > 5%
Недогруз превышает допустимое значение. Однако, принять профиль меньшего сечения нельзя по условия предельной гибкости.
Подбор сечений сжатых элементов 15-16
Сечение стойки 15-16 назначим по условию предельной гибкости.
Проверим гибкость стержня из профилья №10: ix=0,3*h=0,3*10=3,0 см
=375/3,0=125,
что недопустимо.
Проверим гибкость стержня из профиля №11, с толщиной полки 7 мм, А=15,2 см:
ix=0,3*h=0,3*11=3,3 см
=375/3,3=114
Найдем напряжения в стержне при цmin=0,380
у=N / (цmin * A)= 17,071*104 / 0,380*2*1520=147 МПа
Недонапряжения составляют
Д у=( R - у)/ R =[(310-147) / 310]** 100%=52% > 5%
Нижний пояс. Подбор сечений наиболее нагруженных растянутых элементов 14-9 и 17-9 произведем по формуле:
= 48,200*104 / 310 = 1555мм2 = 15,6см2
При статических нагрузках предельная гибкость для растянутых элементов ферм и не должна превышать лпр=400.
Тогда =Атр / 2= 15,6 / 2=7,8 см2
По сортаменту подбираем профиль №7 с толщиной полки 6 мм. А=8,15см2, z0=1,94см
Проверим гибкость стержня:
ix=0,3*h=0,3*7=2,1 см
=300/2,1=142
Условие л ? лпр выполнено
Найдем напряжения в стержне
у=N / 2* A= 48,200*104 / 2*815=295 МПа
Недонапряжения составляют
Д у=( R - у)/ R =[(310-295) / 310]** 100%=4,8% < 5%
Что находится в пределах допустимого.
Подбор сечений растянутых элементов 12-9 и 19-9 произведем по формуле:
= 32,442*104 / 310 = 1046мм2 = 10,5см2
При статических нагрузках предельная гибкость для растянутых элементов ферм и не должна превышать лпр=400.
Тогда =Атр / 2= 10,5 / 2=5,3 см2
По сортаменту подбираем профиль №6,3 с толщиной полки 5 мм. А=6,13см2, z0=1,69см
Проверим гибкость стержня:
ix=0,3*h=0,3*6,3=1,89 см
=300/1,89=158
Условие л ? лпр выполнено
Найдем напряжения в стержне
у=N / (цmin * A)= 32,442*104 / 2*613=265 Мпа
Недонапряжение составляют
Д у=( R - у)/ R =[(310-265) / 310]** 100%=14,5% ? 5%
Для более точного подбора отсутствуют стандартные профили.
Эксцетриситет при переходе от одного сечения к другому
е =(1,94-1,69)*100/6,3=2,8%< 4%,
поэтому его можно не учитывать.
Сечения не загруженных 10-9 и 21-9 элементов примем конструктивно: уголок №45 с толщиной полки 3мм, А=2,65см.
Таблица 4
Подбор сечений (сталь 14Г2 Rу=310МПа) |
||||||
Элемент |
№ элемента |
Nрасч, тс |
А, см2 |
у, МПа |
лmax |
|
стойки |
1-10 8-21 |
-42,180 |
2х15,6 |
294 |
100 |
|
11-12 19-20 |
-32,440 |
2х13,8 |
301 |
110 |
||
13-14 17-18 |
-17,071 |
2х12,8 |
171 |
116 |
||
15-16 |
-5,643 |
2х15,2 |
147 |
114 |
||
раскосы |
10-11 20-21 |
45,881 |
2х7,39 |
310 |
189 |
|
12-13 18-19 |
23,234 |
2х3,89 |
299 |
263 |
||
14-15 16-17 |
3,703 |
2х2,65 |
70 |
341 |
||
пояс верхний |
2-11 7-20 |
-32,555 |
2х12,8 |
276 |
100 |
|
3-13 6-18 |
-48,368 |
2х15,2 |
300 |
91 |
||
4-15 5-16 |
-50,787 |
2х15,2 |
315 |
91 |
||
пояс нижний |
10-9 21-9 |
0 |
2х3,89 |
0 |
341 |
|
12-9 19-9 |
32,442 |
2х6,13 |
265 |
158 |
||
14-9 17-9 |
48,200 |
2х815 |
295 |
142 |
1.7 Проектирование узлов фермы
При проектировании узлов ферм следует соблюдать следующие общие правила:
- оси всех стержней узла должны пересекаться в одной точке - центре узла;
- запрещается крепить стержни в узле непосредственно друг к другу; необходимо применять промежуточные элементы;
- длину всех швов, передающих нагрузку в узлах, необходимо рассчитывать;
- расстояние от пояса фермы до любого другого стержня должно быть не менее 50 мм.
В данном проекте рекомендуется применять узлы с прокладками, примеры которых даны на рис. 6.
Проектирование узла начинаем с расчета необходимой длины швов по обушку и по перу присоединяемого уголка.
Если присоединяемый стержень состоит из двух уголков, то через каждый из них передается усилие Nl = N / 2, где N - расчетное усилие в стержне фермы. Необходимая доля этого усилия, которая должна передаваться через шов по перу и через шов по обушку, зависит от типа и положения уголка (см. табл.9 приложения I).
Катеты швов необходимо брать не менее 4 мм. Так как размеры косынок зависят от длины швов, то желательно брать катет побольше. Однако катет два по перу уголка нельзя брать более 0,8 толщины пера (положить шов большего катета нельзя из-за радиуса закругления пера), шов по обушку (и по торцу уголка) обычно берут того же катета, что и по перу.
Расстояние между краями элементов решетки и пояса в узлах сварных ферм с фасонками следует принимать равным а = 6t -20 мм, но не более 80 мм, где t- - толщина фасонки, мм (cм. рис. 6. д).
Если катет шва по перу и по обушку принят одинаковый, то общая необходимая длина швов будет определяться по формуле
,
где Nl - расчетное усилие, приходящееся на один уголок (для парных уголков Ni= N /2), кН;
lш - расчетная длина швов, мм;
К. - катет шва, мм;
- расчетное сопротивление для шва при срезе ;
в - коэффициент проплавления, зависящий от способа сварки;
в - 0,7 - для ручной сварки;
в - 0,8 - для полуавтоматической сварки в СО2;
в - 1,0 - для автоматической сварки.
Расчетная длина швов по обушку и перу уголка пропорциональна усилиям, приходящимся на данный шов, и определяется как
lп = с (lш - lлоб)
от общей длины шва отнять длину любого шва (равной ширине полки уголка), где lлоб - длина шва по торцу уголка. Этот шов накладывается обязательно; его следует выводить на длину 20 мм; С - коэффициент, определяющий долю усилия, приходящуюся на данный шов (табл.2, прил.1).
Если катет шва по обушку больше, чем катет шва по перу, то расчет минимально необходимых длин этих швов производится раздельно по усилиям, приходящимся на эти швы. В любом случае фланговые швы должны быть не менее 40...50 мм.
Торцы уголков всех элементов фермы обрезаны перпендикулярно оси элемента. Допуск на длину ± 5 мм.
Выполним расчет длин сварных швов стержней узла А
Расчет длин швов стержней 14-15, 5-16 (парный уголок 110х7).
Определяем общую длину швов
где - =215 МПа для сварных швов выполненных электродами Э-50А
К=0,8*7=катет сварного шва
Найдем длину швов
lлоб=110 мм - конструктивно
lоб = 0,7*(301-110)+10=145 мм. где 10мм -конструктивная прибавка к расчетной длине фланговых швов.
lп = 0,3*(301-110)+10=70 мм.
Расчет длин швов стержня 15-16 (парный уголок 110х7)
Определяем общую длину швов
lлоб=110 мм - конструктивно
Т.к длину швов не принимают менее 40 мм, примем длину швов по обушку и по перу конструктивно в соответствии с размерами фасонки.
Выполним расчет длин сварных швов стержней узла Б
Расчет длин швов стержней 9-14, 9-17 (парный уголок 70х6).
Определяем общую длину швов
где - =215 МПа для сварных швов выполненных электродами Э-50А
К=0,8*7=катет сварного шва
Найдем длину швов
lлоб=110 мм - конструктивно
lоб = 0,7*(334-110)+10=170 мм.
где 10мм -конструктивная прибавка к расчетной длине фланговых швов.
И Т.Д. рассчитываем усилия в остальных узлах и элементах.
Список используемой литературы
1. СНиП II-23-8I Нормы проектирования. Стальные конструкции.
2. Майзель В.С., Навроцкий Д.И. Сварные конструкции. - Л.: . Машиностроение, 1973.
3.Николаев ГЛ., Куркин СоА„, Винокуров В.А. Сварные кон-струкции. Прочность сварных соединений и деформация конструк-ций, Учебное пособие для мааиностроительных вузов. - М.;Выс-шая школа, 1982.
4. Мельников Н.П. Стальные конструкции. Справочник конструктора. - М,:Изд-во литературы по строительству, 1972.
5. Сахновский М.М. Справочник конструктора строительных: сварных конструкций. Днепропетровск: Промiнь, 1975.
6. Лихтарников Я.М., Клыков В.М., Ладыженский Д.В. Расчет стальных конструкций. Справочное пособие. Будiвельник, 1976.
7. Сварка в машиностроении. Справочник, т.3. - М.:Машиностроение, 1979.
8. Серенко А.Н., Крумбольдт М.Н„, Багрянский К.В. Расчет сварных соединений и конструкций. Киев: Вища школа, 1977.
9. Файбишенко В.К. Металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1984.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение генеральных размеров. Конструирование кровли. Вычисление узловых нагрузок, действующих на ферму, опорных реакций, усилий в стержнях. Соединительные прокладки. Проверочный расчет стропильной фермы. Определение конструктивного коэффициента.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 23.11.2012Расчет и конструирование железобетонной колонны, промежуточной распорки, сечений элементов фермы, растянутого раскоса, стоек, фундамента под среднюю колонну. Проектирование стропильной сегментной фермы, определение нагрузок и усилий в элементах фермы.
курсовая работа [841,9 K], добавлен 05.06.2012Расчет стального настила, базы колонны. Расчет опирания главной балки на колонну. Расчет стальной стропильной фермы покрытия промышленного здания. Сбор нагрузок на покрытие. Расчетная схема фермы и определение узловых нагрузок, усилий в элементах фермы.
курсовая работа [519,8 K], добавлен 13.10.2011Конструктивное решение промышленного здания. Расчет стропильной фермы, критерии ее выбора, сбор нагрузок и статический расчет. Подбор сечений стержней фермы. Конструирование и расчет узлов ферм. Расчетные характеристики сварного углового шва металла.
контрольная работа [451,9 K], добавлен 28.03.2011Определение нагрузок, действующих на покрытие. Геометрическая схема фермы и расчет усилий в стержнях. Вычисление верхнего и нижнего поясов на прочность, трещиностойкость, раскрытие трещин. Расчет поперечной рамы одноэтажного производственного здания.
дипломная работа [606,1 K], добавлен 28.12.2015Компоновка конструктивной схемы каркаса. Поперечная и продольная система. Расчетная схема рамы: снеговая и ветровая нагрузка. Определение расчетных внутренних усилий. Расчет узлов и конструирование стропильной фермы. Стыка верхней части колонны с нижней.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.05.2014Определение общих размеров фермы. Методика определения параметров обрешетки. Собственный вес стропильной фермы с прогонами. Подбор сечений элементов. Конструирование узлов фермы. Момент сопротивления сечения шайбы, порядок определения ее толщины.
контрольная работа [614,2 K], добавлен 19.01.2014Определение компоновочных размеров поперечной рамы стального каркаса здания. Расчёт стропильной фермы, составление схемы фермы с нагрузками. Определение расчётных усилий в стержнях фермы. Расчёт и конструирование колонны. Подбор сечения анкерных болтов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.04.2019Компоновка поперечной рамы двухпролетного с открытыми тоннелями здания. Геометрия и размеры колонн, определение усилий от нагрузок на них. Проектирование стропильной безраскосной фермы покрытия. Расчет прочности двухветвевой колонны и фундамента под нее.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 16.07.2011Определение нагрузок на ферму, усилий в стержнях фермы с помощью SCAD. Подбор сечений стержней фермы для одноэтажного промышленного здания. Узел сопряжения фермы с колонной. Пространственная жесткость каркаса. Узловая нагрузка на промежуточные узлы фермы.
контрольная работа [394,4 K], добавлен 17.04.2014Определение нагрузок на поперечную раму. Подбор сечения нижней части колонны и элементов фермы. Методика подбора сечений для сжатых стержней. Расчет фермы, раздельной базы сквозной колонны и сварных швов прикрепления раскосов и стоек к поясам фермы.
курсовая работа [217,4 K], добавлен 25.03.2013Расчет обрешетки под кровлю по сочетаниям нагрузок. Определение размеров стропильной фермы, подбор сечений ее элементов. Расчет узлов и стыков. Указания по изготовлению и монтажу дощатых ферм с узловыми соединениями на металлических зубчатых пластинах.
курсовая работа [63,4 K], добавлен 09.12.2013Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Расчет поперечной рамы. Вертикальная и горизонтальная крановые нагрузки. Статический расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование стропильной фермы. Определение расчетных усилий в стержнях фермы.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 24.04.2012Проверка плиты на прочность и деформативность. Проектирование стропильной фермы. Статический расчет фермы. Конструктивный расчет верхнего дощатоклееного пояса. Требуемая площадь сечения. Конструирование узлов фермы. Конструктивные параметры колонны.
курсовая работа [143,0 K], добавлен 23.03.2012Компоновка однопролетной поперечной рамы, методика сбора загрузок. Расчет и конструирование подкрановой балки, стропильной фермы. Определение усилий в элементах, подбор и проверка сечений стержнем, расчет сварных соединений. Нагрузка от мостовых кранов.
курсовая работа [516,2 K], добавлен 19.04.2015Компоновка каркаса, сбор нагрузок на поперечную раму каркаса. Расчетная схема рамы, определение жесткости элементов. Анализ расчетных усилий в элементах поперечной рамы. Компоновка системы связей. Расчет стропильной фермы, определение усилий, сечений.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 04.10.2010Компоновка каркаса. Расчет поперечной рамы: сбор нагрузок, составление расчетной схемы, подготовка исходных данных. Расчет стропильной фермы. Определение расчетных длин частей колонны. Расчет связей в шатре, по колоннам, стойки торцового фахверка.
курсовая работа [626,9 K], добавлен 02.03.2012Характеристика компоновки поперечного разреза здания. Основной выбор типа сечения и проверка устойчивости колонны. Определение базы наружной и подкрановой ветви. Особенность проектирования стропильной фермы. Расчет и конструирование подкрановой балки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.09.2017Компоновка конструктивной схемы одноэтажного промышленного здания. Сбор нагрузок на поперечную раму; определение усилий в колоннах; расчёт прочности надкрановой и подкрановой частей колонны. Определение усилий в элементах стропильной фермы и фундамента.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 04.04.2012Расчет холодного покрытия с кровлей из стали, дощатого настила и прогона. Конструирование основной несущей конструкции. Подбор сечений и определение нагрузок на элементы фермы. Расчет узловых соединений, стойки каркаса, закрепления стоек в фундаментах.
курсовая работа [203,3 K], добавлен 28.05.2015