Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусская государственная политехническая академия

Кафедра "Металлические и деревянные конструкции"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по металлическим конструкциям

на тему: "Стальной каркас одноэтажного производственного здания"

Минск - 2013

Введение

В разрабатываемом курсовом проекте рассчитывается стальной каркас одноэтажного производственного здания согласно основным принципам расчета, конструирования и компоновки металлических конструкций.

Сбор нагрузок осуществляется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия", а расчет конструкцийв соответствии со СНиП II-23-81* "Стальные конструкции. Нормы проектирования".

Сравнительно большие пролеты современных промышленных зданий наиболее экономично перекрывать стальными фермами, так как стальные балки получатся очень большой высоты, что приведет к большому расходу металла, а при применении железобетонных ферм покрытие будет иметь большой собственный вес, что в свою очередь приведет к удорожанию несущих конструкций.

Для уменьшения нагрузок вместо применявшихся долгое время и продолжающих применяться сейчас тяжелых железобетонных плит покрытия в проекте применяется легкое покрытие с использованием стального профилированного настила.

Применявшиеся ранее железобетонные подкрановые балки были очень недолговечны и быстро выходили из строя вследствие плохого восприятия динамической нагрузки. Сейчас они полностью вытеснены стальными подкрановыми балками, которые применяются не только в стальных, но и в железобетонных каркасах.

Из всего вышесказанного следует, что многие элементы каркаса, традиционно выполнявшиеся железобетонными, в настоящее время заменяются стальными.



1. Компоновка каркаса здания

1.1 Разработка схемы поперечных рам, связей и фахверка

Основными элементами несущего стального каркаса промышленного здания, воспринимающего почти все нагрузки, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и стропильными фермами. В продольном направлении элементами каркаса являются: подкрановые балки, ригели стенового ограждения, прогоны кровли, фонари.

Система конструктивных элементов, служащая для поддержания стенового ограждения и восприятия ветровой нагрузки, называется фахверком. При самонесущих стенах, а также с длинами панелей, равными шагу колонн, необходимости в конструкции фахверка нет.

Важными элементами стального каркаса промышленного здания являются связи. Надлежащая компоновка связей обеспечивает совместную работу конструкций каркаса, что имеет большое значение для повышения жесткости сооружения и экономии материала. Связи, предназначенные для восприятия определенных силовых воздействий, должны обеспечивать последовательное доведение усилий от места приложения нагрузки до фундамента здания. стальной сварной фахверк стропильная

Система связей между колоннами обеспечивает геометрическую неизменяемость каркаса в продольном направлении и устойчивость из плоскости поперечных рам. Вертикальные связи ставят в середине цеха и между крайними колоннами.

Связи по покрытию устраивают для обеспечения пространственной жесткости каркаса, устойчивость покрытия в целом и отдельных его частей. Эти связи располагают в плоскости верхних и нижних поясов, а также между стропильными фермами.

Связи по верхним поясам предназначены для обеспечения устойчивости сжатых поясов из плоскости ферм и состоят из поперечных связевых ферм и распорок между ними.

Система связей по нижним поясам состоит из поперечных и продольных связевых ферм. Эти связи обеспечивают геометрическую неизменяемость конструкций каркаса в плане, уменьшают поперечные деформации отдельных плоских рам путем распределения сосредоточенных боксовых воздействий на соседние рамы, служат верхней опорой стоек торцевого фахверка, обеспечивают развязку нижних поясов ферм из плоскости рамы.

1.2 Определение генеральных размеров поперечной рамы цеха

Компоновку поперечной рамы начинают с установления основных габаритных размеров элементов конструкций в плоскости рамы. Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки кранового рельса H₁ и расстоянием от головки кранового рельса до низа конструкций покрытия H₂.

Размер H₂ диктуется высотой мостового крана:

H₂ = (h_k + 100) + f,

где (hк + 100) - габаритный размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия в зависимости от величины пролета.

H₂ = (3150 + 100) +350 3600 мм.

Высота цеха от уровня пола до низа стропильных ферм

H H ₁ + H ₂,

где H₁ = 16400 - заданная по условиям технологии отметка головки кранового рельса.

H 16400 3600 20000 мм.

Для удобства монтажа стеновых панелей высоту колоны принимаем кратно 600 мм. Принимаем Н 20400 мм. и H₁ = 16800 мм.

Размер верхней части колонны -

Н_в H ₂ h_б h_р,

где h_б - высота подкрановой балки (принимаем 1000 мм);

h_р - высота кранового рельса КР 80, принимаемая в зависимости от грузоподъемности крана (принимаем 130 мм);

Н_в 3600 1000 130 4730 мм.

Высота нижней части колонны -

Н_н H ₀ Н_в + H_б,

где Н_б 600 мм - заглубление колонны ниже уровня пола.

Н_н 20400 4730 +600 16270 мм.

Общая высота колонны от низа базы до низа ригеля:

Н Н_в Н_н 4730 16270 = 21000 мм.

Привязку нижней грани колонны к разбивочной оси принимаем а= 250 мм.

Высота сечения верхней части колонны h_в назначается с учетом кратности модулю 250 мм, а так же h_u?H_u/12 (h_в 500 мм)

Высота сечения нижней части колонны h_н зависит от принятого размера а и от расстояния между разбивочной осью колонны и осью подкрановой балки и равна их сумме. Высота сечения нижней части колонны будет равна h_н 1000 ммдля кранов грузоподъемностью до 50 т.



2. Установление нагрузок на поперечную раму цеха

На поперечную раму цеха действуют постоянные нагрузки от веса ограждающих и несущих конструкций здания, временные от мостовых кранов и атмосферные воздействия снега и ветра.

На здание может действовать одновременно несколько нагрузок и возможно несколько их комбинаций с учетом отсутствия некоторых из них или возможного изменения схем их приложения. Поэтому раму рассчитывают на каждую из нагрузок отдельно, а затем составляют расчетную комбинацию усилий при самом невыгодном сочетании нагрузок. При этом значения нагрузок должны подсчитываться отдельно, если даже они имеют одинаковые схемы распределения на конструкции, но отличаются по длительности воздействия.

2.1 Определение постоянной нагрузки от покрытий, стеновых ограждений и от собственной массы конструкций

Постоянные нагрузки на ригель рамы от веса кровли, стропильных ферм и связей по покрытию принимаются обычно равномерно распределенными по длине ригеля.

Постоянные нагрузки зависят от типа покрытия, которое может быть тяжелым или легким, утепленным или не утепленным. В данном курсовом проекте применяется тип покрытия III - сборные железобетонные плиты.

Покрытие состоит из сборных железобетонных плит, опирающихся непосредственно на фермы, пароизоляции, теплоизоляционного слоя, водоизоляционного ковра, защитного слоя. Толщина теплоизоляционного слоя может быть принята без теплотехнического расчета в зависимости от расчетной зимней температуры наружного воздуха.

Нагрузка от покрытия определяется суммированием отдельных элементов, значения которых сведены в таблицу.

Таблица 2.1. Сбор нагрузок на 1 м ² покрытия

№	Вид нагрузки	Нормативная, кН/м 2	гf	Расчетная, кН/м 2
1	Гравийная засыпка	0,35	1,3	0,455
2	Гидроизоляция	0.15	1,3	0,195
3	Утеплитель	0,15	1,3	0,195
4	Пароизоляция	0.04	1,3	0,052
5	Стальной профилированный настил	1.11	1,05	1,1655
6	Каркас из гнутых профилей	0,1	1,05	0,105
	ИТОГО:	1,9		2,1675
7	Ферсы и связи	0,3	1,05	0,315
	ИТОГО+ферма:	2,2		2,4825

q^расч g•B 2,4825•6 14,895 кН/м.

2.2 Определение нагрузок от давления снега и ветра

Расчетная погонная снеговая нагрузка на ригель рамы определяется по формуле:

s s_о•м•B•г_f •г_n,

где s_o - расчетное значение веса снегового покрова на 1 м ² горизонтальной поверхности земли, принимаемая по карте районирования в зависимости от района строительства. Для снегового района V: s_o 2,0 кПа;

м - коэффициент, учитывающий конфигурацию покрытия; для расчета рамы принимается м = 1 по приложению 3 СНиП 2.01,07-85;

B - шаг стропильных конструкций.

s s_о•м•B•г_f •г_n = 2,0•1•6•1,5•0,95 =17,1 кН/м;

При расчете одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1.5, размещаемых в местностях типов А и В, учитывается только статическая составляющая ветровой нагрузки, соответствующая установившемуся напору на здание. Характер распределения статической составляющей ветровой нагрузки в зависимости от высоты над поверхностью земли определяют по формуле:

w_m = w_okc•г_f •г_n,

где w_o - нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства. Для района V: w_o 0.6 кПа;

k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания

с - аэродинамический коэффициент; c 0.8 для наветренной стороны, c 0.6 для подветренной стороны

Определим ординаты фактических эпюр расчётной погонной нагрузки на раму на высоте 5, 10, 20 м, а также в уровне низа стропильных конструкций для напора и отсоса при направлении действия ветровой нагрузки слева и справа.

q_wⁿ = w_okcB•г_f •г_n, кН/м

Таблица 2.2. Ветровые нагрузки

h, м	K	Напор qw, кН/м	Отсос q'w, кН/м
5	0,750	3,078	2,309
10	1,000	4,104	3,078
20	1,250	5,130	3,848
20,40	1,255	5,151	3,863
25,09	1,319	5,412	4,059
40	1,500	6,156	4,617



Рис. 2.1. Эпюры ветровых давлений на раму при действии ветра слева и справа

Для упрощения расчёта фактическую ветровую нагрузку заменяем эквивалентной, равномерно распределенной по высоте колонны. Величину эквивалентной нагрузки находим из условия равенства изгибающих моментов в защемлённой стойке от фактической эпюры ветрового давления и от равномерно распределённой нагрузки. Ветровую нагрузку на шатёр (от низа до верха фермы), заменяем сосредоточенной силой W, приложенной в уровне ригеля рамы (на расчётной схеме).

Ветер слева. Найдем эквивалентную нагрузку над опорой А:

;

кН/м;

Ветер справа. Найдем эквивалентную нагрузку над опорой B:

;

кН/м.

кН.

. кН

2.3 Определение нагрузки от крановых воздействий

Производственные здания часто оборудуются большим числом мостовых кранов в каждом пролете. Одновременное неблагоприятное воздействие их на раму, маловероятно, поэтому при расчете нагрузка учитывается только от двух сближенных кранов.

Вертикальная крановая нагрузка передается на подкрановые балки в виде сосредоточенных сил F_max и F_min при их невыгодном положении на подкрановой балке. Расчетное давление на колонну, к которой приближена тележка, определяется по формуле:

D_max = г_n•г_f•ш•?F_max•y_i;

на противоположную колонну:

D_min = г_n•г_f•ш•?F_min•y_i,

где г_n = 0.95 - коэффициент надежности по назначению;

г_f = 1.1 - коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок;

ш = 0.85 - коэффициент сочетаний при совместной работе двух кранов для групп режимов работы кранов 1К-6К;

F_max - наибольшее вертикальное давление колес на подкрановую балку;

Согласно ГОСТ 25546-82 принимаем следующие характеристики для крана

Q = 50/12.5т: F_max = 415 кН, база крана А = 5600 мм, ширина крана В = 6860 мм.

Рис. 2.2. Эпюра давления от колес двух сближенных кранов

Наименьшее давление колеса крана вычисляется по формуле:

где Q - грузоподъемность крана в т;

G_k - полный вес крана с тележкой=59.5+13,5=73 т;

n_o - число колес на одной стороне крана.

кН/м.

Давление на колонну:

D_max = 0.95•1.1•0.85•415•(0,79+1+0.067) = 684,53 кН;

D_min = 0.95•1.1•0.85•187,7•(0.79+1+0.067) =309,61 кН.

Подкрановые балки устанавливаются с эксцентриситетом по отношению к оси нижней части колонны, поэтому в раме возникают сосредоточенные моменты:

M_max = D_max•e_k = 684,53•0.5 = 342,265 кНм;

M_min = D_min•e_k = 309,61•0.5 = 154,805 кНм,

где e_k - расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения подкрановой части колонны.

Горизонтальные силы поперечного торможения, возникающие при торможении крановой тележки, передаются на колонны через тормозные балки или фермы.

Нормативную поперечную горизонтальную силу от торможения тележки Т_оⁿ, действующую поперек цеха, определяют по формуле:

Т_оⁿ = f•(Q + Gt)•;

где: f = 0,1 - коэффициент трения при торможении тележки с гибким подвесом груза;

=2 - число тормозных колес тележки;

=4 - общее количество колес.

G_t = 13.5 т - вес тележки.

Нормативная поперечная сила, действующая на одно колесо:

Т_кⁿ = Т_оⁿ/n_o = 31.115/2 = 15.56 кН,

Расчетное горизонтальное давление на колонну от двух сближенных кранов равно:

Т = г_n•г_f •ш•Т_кⁿ•? y_i = 0.95•1.1•0.85•15.56•(0.79+1+0.067) = 25.66 кН.



3. Определение расчетных усилий в элементах ПРЦ

3.1 Составление задания на статический расчет ПРЦ на ЭВМ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сопряжение фермы с колонами пролета принимается жестким (ферма примыкает к колонне сбоку). При этом фланец верхнего опорного узла должен быть достаточной толщины и не изгибаться под действием горизонтальной силы от опорного момента. Закрепление колонн в фундаменте принимается жестким и шарнирным из ее плоскости. Узлы фермы принимаются шарнирными.

Все размеры принимаются согласно задания на проектирование и пункта 1.2 настоящей пояснительной записки. Жесткости стержней фермы принимаются согласно предварительному подбору сечений. Рама рассчитывается на восемь загружений, после чего для для 4-ох сечений колонны и для стержней фермы будут определены наиболее невыгодные сочетания нагрузок, по которым следует подбирать поперечные сечения элементов рамы.



3.2 Установление расчетной комбинации усилий для подбора сечений подкрановой и надкрановой частей колонны

Для нахождения расчетных усилий (М и N) необходимо составить два основных сочетания: первое, включающее постоянную и одну наиболее существенно влияющую на величину усилий кратковременную нагрузку, значение которой учитывается без снижения (ш_c = 1); второе, включающее постоянную и не менее двух кратковременных нагрузок, которые вводятся с коэффициентом сочетаний ш_c = 0.9. Обычно четыре комбинации усилий: M_max > N_соотв; M_min > N_соотв; N_max > M_{max, соотв}; N_max > M_{min, соотв} включают в себя невыгоднейшую для подбора сечения комбинацию усилий.

Для расчета анкерных болтов принимаем комбинацию усилий, которая дает наибольший момент и минимальную продольную силу. В большинстве случаев это комбинация усилий от постоянной и ветровой нагрузок. Так как продольная сила разгружает анкерные болты, значения усилий от постоянной нагрузки принимается с коэффициентом надежности по нагрузке г_f = 0.9.

3.3 Установление расчетной комбинации усилий для подбора сечений стержней фермы

Таблица 3.1

Элемент фермы	Обозначение стержня	Постоянная нагрузка Fg=14,9 кН	Снеговая нагрузка Fs=17,1 кН	Опорные моменты	Расчетные усилия, кН
			Ш = 1	Ш = 0.9	M1 = - кНм М 2 = кНм	M2 = - кНм М 1 = кНм	№№ нагрузок	значение
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Верхний пояс	2	0	0	0	163,86		6	163,86
	5	-281,39	-323,01		124,55		3,4	-604,4
	8	-281,39	-323,01		124,55		3,4	-604,4
	11;14	-396,32	-454,94		89,64		3,4	-851,26
Нижний пояс	4	158,58	182,03		-144,07		3,4	340,61
	10	358,4	411,42		-106,27		3,4	769,82
	16	397,7	456,52		-74,02		3,4	854,22
Раскосы	3	-256,11	-293,99	-264,591	-31,64	20,13	3,5,6	-552,341
	6	187,79	215,56	194,004	30,18	-19,21	3,5,6	411,974
	9	-124,6	-143,03	-128,727	-29,19	18,57	3,5,6	-282,517
	12	60,27	69,18	62,262	26,96	-17,16	3,5,6	149,492
	15	-3,17	-3,64	-3,276	-26,22	16,69	3,5,6	-32,666
	-
Стойки	1	0	0		8,18		6	8,18
	7	-44,69	-51,3		0		3,4	-95,99
	13	-44,69	-51,3		0		3,4	-95,99



4. Расчет стропильной фермы

4.1 Подбор сечений стержней фермы с составлением сводной таблицы

Рис. 4.1. Эпюра Схема стропильной фермы

4.2 Расчет узлов, стыков фермы и стыков поясов

Узел 1 (рис. 4.1). Из проекции всех сил, приложенных к узлу на ось X найдем опорную реакцию: F = 16,66+ + 552,341·0,791 = 453,56 кН. Размеры опорного фланца определим из условий работы его на смятие от опорной реакции в ферме. Требуемая площадь фланца:

Из условия расстановки болтов принимаем ширину фланца b = 180 мм. Тогда толщина фланца:

t = A / b = 1344,17 / 180 = 7,47 мм.

Принимаем t = 12 мм.

Проверим прочность шва, прикрепляющего фланец к фасонке. Данный шов работает на восприятие опорного давления фермы F_ф и горизонтальной силы H. Суммарное напряжение в сварном шве проверяют по формуле:

Таблица 4.1. Таблица проверки сечений стержней фермы

Элемент фермы	Обозначение стержня	Расчетное усилие, кН	Сечение	Площадь, см 2	Расчетная длина, см	Радиусы инерции, см	Гибкости	цmin	gc	Напряжение s, МПа
					lefx	lefy	ix	iy,t=14	lx	ly
Верхний пояс	2	163,86	¬- 125x80х 10	39,4	275,3	275,3	3,98	6,27	69,17085	43,9075		0,95	43,77772
	5,8	604,4	¬- 125x80х 10	39,4	300,4	300,4	3,98	6,27	75,47739	47,91069	0,715	0,95	225,8388
	11,14	851,26	¬- 160x100х 12	60	300,4	300,4	5,11	7,9	58,78669	38,02532	0,811	0,95	184,1478
	-
Нижний пояс	4	340,61	¬- 90x56х 6	17,08	575	575	2,88	4,56	199,6528	126,0965		0,95	209,9162
	10	769,82	¬- 125x80х 10	39,4	600	600	3,98	6,27	150,7538	95,69378		0,95	205,6692
	16	854,22	¬- 125x80х 10	39,4	300	300	3,98	6,27	75,37688	47,84689		0,95	228,218
Раскосы	3	552,341	¬- 160x100х 12	60	444,1	444,1	5,11	4,16	86,90802	106,7548	0,437	0,95	221,7435
	6	411,974	¬- 100х 8	31,2	320,48	400,6	3,07	4,62	104,3909	86,70996		0,95	138,9926
	9	282,517	¬- 100х 8	31,2	386,56	483,2	3,07	4,62	125,9153	104,5887	0,499	0,8	226,8295
	12	149,492	¬- 50х 5	9,6	386,56	483,2	1,53	2,61	252,6536	185,1341		0,95	163,9167
	15	32,666	¬- 80х 7	21,6	405,6	507	2,45	3,82	165,551	132,7225	0,231	0,8	81,83522
	-
Стойки	7	95,99	¬- 80х 7	21,6	291,04	363,8	2,45	3,82	118,7918	95,2356	0,282	0,8	196,985
	13	95,99	¬- 80х 7	21,6	315,04	393,8	2,45	3,82	128,5878	103,089	0,244	0,8	227,663

где e - эксцентриситет силы H по отношению к середине шва, получаемый при конструировании узла.

Опорная реакция фермы передается с фланца на столик, приваренный к полке колонны. Торец фланца и верхняя кромка столика строгаются.

Принимаем толщину столика t_ст = 20 мм. Ширина столика b_ст = 200 мм. Сварные швы рассчитывают по формуле:

где 1.3 - коэффициент, учитывающий возможную непараллельность торцов фланца фермы и столика из-за неточности изготовления, что приводит к неравномерному распределению реакции между вертикальными швами.

Согласно п.12.8 и табл.38* СНиП II-23-81* k_f,min = 6 мм. Максимальный катет шва k_f,max = 1.2t_min = 1.2·10 = 12 м.

Принимаем k_f = 8 мм.

м.

Принимаем длину столика l_ст = 300 мм.

Прикрепление раскоса рассчитываем на усилие в нем.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 8 мм:

Прикрепление поясных уголков в силу отсутствия левой смежной панели рассчитываем на усилие в первой панели.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 7 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Определим необходимое количество болтов для крепления фланца к колонне. Принимаем болты класса точности 4.8 диаметром 16 мм с площадью А_bn = 1.57 см ². Расчетное сопротивление болтов срезу согласно табл. 5* СНиП II-23-81* R_bs = 0.4 R_bun = 0.4·1100 = 440 МПа, где R_bun = 1100 МПа принято согласно табл. 61* СНиП II-23-81*.

.

Принимаем 6 болтов 16 мм.



Рис. 4.1

Узел 2 (рис. 4.2). В случае жесткого сопряжения конструкция верхнего опорного узла должна обеспечивать восприятие опорного распора H. Толщина фланца определяется из условия его работы на изгиб при моменте M = Hb/8, где b - расстояние между болтами.

Условие прочности:

,

где a, t - высота и толщина фланца соответсвенно.

Отсюда требуемая толщина опорного фланца:

. Принимаем t = 16 мм.

Напряжения в швах проверяем по формуле:

Необходимое количество болтов, прикрепляющих фланец к колонне определяют по формуле:

.

Принимаем n = 4.

Прикрепление поясных уголков в силу отсутствия левой смежной панели рассчитываем на усилие в первой панели.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Рис. 4.2

Узел 3 (рис. 4.3). Расчет прикрепления раскоса 3(30).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f =8 мм:

Расчет прикрепления раскоса 6(27):

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке производят на разность усилий в поясах смежных панелей N = (N₂ - N₁₎ = (604,4-163,86) = 440,54 кН.

Расчет прикрепление уголков по обушку не производим, т.к. шов втопленный и расчет идет по перу.



Рис. 4.3

Узел 4 (рис. 4.4). Расчет заводского стыка.

Принимаем две накладки сечением 105x10 мм.

Напряжение в накладке:

, где

,

b - ширина полки уголка, t_ф - толщина фасонки. .

Тогда N_н = 94,177·10⁶·0.105·0.010 = 98,88 кН.

Определим требуемую длину швов крепления накладок к левым и правым уголкам пояса относительно рассматриваемого узла.

Для левых уголков k_f = 4 мм:

Для правых уголков k_f = 4 мм:

Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке производят на максимальное из усилий - 1,2N₁₍₂₎ - 2N_н и 1,2N₁₍₂₎/2.

Для левых уголков:

1,2N_1-2N_н = 1,2·340,61-2·98,88 = 210,97 кН

1,2N₁/2 = 0.6· 340,61 = 204,366 кН.

Принимаем N = 210.97 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Для правых уголков:

1,2N_2-2N_н = 1,2·769.82-2·98.88 = 726.024 кН;

1,2N₂/2 = 0.6· 769.82 = 461.89 кН.

Принимаем N = 726.024 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Прикрепления раскосов и стойки рассчитываются на свои усилия.

Расчет швов стойки.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 5 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Расчет швов раскоса 6(27). Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Расчет швов раскоса 9(24). Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:



Рис. 4.4

Узел 5 (рис. 4.5). Расчет прикрепления стойки 7(25).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 5 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Принимаем l_пер = 50 мм.

Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке призводят на усилие в стойке, если разность усилий в смежных панелях равна нулю.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Расчет прикрепление уголков по обушку не производим, т.к. шов втопленный и расчет идет по перу.

Рис. 4.5

Узел 6 (рис. 4.6). Расчет заводского стыка. Принимаем две накладки сечением 160x12 мм.

Напряжение в накладке:

, где

,

b - ширина полки уголка, t_ф - толщина фасонки. .

Тогда N_н = 117,74·10⁶·0.16·0.012 = 197,8 кН.

Определим требуемую длину швов крепления накладок к левым и правым уголкам пояса относительно рассматриваемого узла.

Для левых уголков k_f = 8 мм:

Для правых уголков k_f = 8 мм:

Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке производят на максимальное из усилий - 1,2N₁₍₂₎ - 2N_н и 1,2N₁₍₂₎/2.

Для левых уголков:

1,2N_1-2N_н = 1,2·604.4-2·197.8 = 329.68 Кн.

1,2N₁/2 = 0.6· 604.4 = 362.64 кН.

Принимаем N = 362.64 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Для правых уголков:

1,2N_2-2N_н = 1,2·851.26-2·197.8 = 625.9 кН;

1,2N₂/2 = 0.6· 851.26 = 510.76 кН.

Принимаем N = 625.9 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 8 мм:

Прикрепления раскосов и стойки рассчитываются на свои усилия.

Расчет швов раскоса 9(24).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Расчет швов раскоса 12(21). Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 5 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Рис. 4.6

Узел 7. Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке призводят на разность усилий в поясах смежных панелей N = (N₂ - N₁₎ = (854.22-769.82) = 84.4 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 4 мм:

Прикрепления раскосов и стойки рассчитываются на свои усилия.

Расчет швов стойки. Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 5 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Расчет швов раскоса 12(21). Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Расчет швов раскоса 15(18).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Узел 9 (рис. 4.7). Расчет швов раскоса 15(18).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Усилие, приходящееся на стык N_ст = 1.2 N = 1.2·851,26 = 1021,51 кН.

Усилие, приходящееся на горизонтальную накладку:

N_Г = 0.7 N_ст = 0,7·1021,51 = 715,06 кН.

Усилие, приходящееся на фасонку и вертикальную накладку:

N_В = 0.3 N_ст = 0,3·1352,4 = 306,45 кН.

По конструктивным соображениям принимаем две горизонтальные накладки шириной b = 160 мм. Определим требуемую площадь накладки.

Тогда, требуемая толщина t = A_Г / b = 14,9/ 16 = 0,93 см. Принимаем t = 10 мм.

Требуемая длина швов крепления накладки:

Принимаем l = 190 мм. Принимаем длину накладки l_Г = 780 мм.

По конструктивным соображениям принимаем две вертикальные накладки толщиной t = 10 мм. Определим требуемую площадь накладки.

Тогда, требуемая ширина b = A_В / t = 6,38 / 1 = 6,38 см. Принимаем t = 10 мм.

Требуемая длина швов крепления накладки:

Принимаем l = 160 мм. Принимаем длину накладки l_В = 185 мм.

Требуемая длина швов крепления поясных уголков к фасонке рассчитывается усилие, на которое рассчитывается прикрепление вертикальной накладки:

Принимаем k_f = 6 мм.

Принимаем l = 150 мм. Расчет прикрепление уголков обушку не производим, т.к. шов по втопленный и расчет идет по перу.

Pис. 4.7

Узел 9' (рис. 4.8). Усилие, приходящееся на стык N_ст = 1.2 N = 1.2·854,22 = 1025,06 кН.

Усилие, приходящееся на горизонтальную накладку:

N_Г = 0.7 N_ст = 0,7·1025.06 = 717.54 кН.

Усилие, приходящееся на фасонку и вертикальную накладку:

N_В = 0.3 N_ст = 0,3·1025.06 = 307.52 кН.

По конструктивным соображениям принимаем две горизонтальные накладки шириной b = 105 мм. Определим требуемую площадь накладки.

Тогда, требуемая толщина t = A_Г / b = 15 / 10.5 = 1.38 мм. Принимаем t = 14 мм.

Требуемая длина швов крепления накладки:

Принимаем l = 190 мм. Длину накладки принимаем l_Г = 480 мм.

По конструктивным соображениям принимаем две вертикальные накладки толщиной t = 10 мм. Определим требуемую площадь накладки.

Тогда, требуемая ширина b = A_В / t = 6,41 / 1 = 6,41 см.

Требуемая длина швов крепления накладки:

Принимаем l = 160 мм. Принимаем длину накладки l_В = 160 мм.

Требуемая длина швов крепления поясных уголков к фасонке рассчитывается усилие, на которое рассчитывается прикрепление вертикальной накладки:

Принимаем k_f = 6 мм.

Принимаем l = 150 мм. Фактическая длина определяется по чертежу. расчет прикрепление уголков по перу не производим, т.к. шов по перу параллелен шву по обушку и на него приходится меньшее усилие. Принимаем конструктивно катет шва по перу k_f = 4 мм.

Pис. 4.8



Список использованной литературы

СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" /Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988 г.

СНиП II-23-81* "Стальные конструкции. Нормы проектирования" М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990 г.

"Металлические конструкции. Элементы стальных конструкций", под редакцией В.В. Горева; М.: Высшая школа, 1997 г.

"Металлические конструкции. Общий курс", учебник для ВУЗов под редакцией Е.И. Беленя; М.: Стройиздат, 1991 г.

"Примеры расчета металлических конструкций", А.П. Мандриков; М.: Стройиздат, 1991 г.

И.В. Башкевич, М.В. Жигадло "Методические указания по выполнению курсового проекта по металлическим конструкциям." - Минск: БГПА, 1995 г.

Е.И. Хаютин. "Методические указания по расчету ферм из парных и одиночных уголков и тавров." - Минск: БГПА, 1985 г.

Размещено на Allbest.ru

...