Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
• 2. РАСЧЕТЫ
• 2.1 Определение нагрузок, действующих на ригель (стропильную ферму)
• 2.2 Расчет ригеля рамы (стропильной фермы)
• 2.2.1. Определение расчетных усилий в стержнях стропильной фермы
• 2.2.2 Подбор сечений элементов фермы
• 2.2.3 Расчет узлов ригеля
• 3. ВЫБОР ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ
• ЛИТЕРАТУРА


1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

металлоконструкция стропильная ферма изоляция

Таблица 1 Исходные данные

№	Наименование	Вариант 93
1	Номер схемы	II
2	Пролет L, м	24
3	Длина панели lп, м	3
4	Высота на опоре h, м	3,15
5	Марка стали	С245
6	Нормат нагрузка	Постоянная р, кПа	1
		Снеговая љ, кПа	0,8
		Подвесное оборудование F, кН	3
7	Шаг ферм B, м	5



2. РАСЧЕТЫ

2.1 Определение нагрузок, действующих на ригель (стропильную ферму)

Усилия в стержнях ригеля определяем от постоянной и снеговой нагрузок. Расчётные усилия определяем в табличной форме.

Таблица 2 Сбор нагрузок на ферму

Наименование	Нормативные значения	?с	Расчетные значения
Постоянная g, кПа	1	1,2	1,2
Снеговая s, кПа	0,8	1,5	1,2
Итого: G, кПа	2,4

g = р*?_c = 1,0*1.2 = 1,2 кПа;

s = љ*?_c = 0,8*1.5 = 1.2 кПа;

G = g+s = 1,2+1.2 = 2.4 кПа;

F = F_табл*?_f = 3*1.1 = 3.3 кН;

P₁ = 0.5*l_n*B*G = 0.5*3*5*2,4 = 18 кН;

P₂ = P₃ = l_n*B*G = 3*5*2,4 = 36 кН;

R_A = R_B = (2F+2P₁+2P₂+5P₃)/2 = (2*3.3+2*18+2*36+5*36)/2 = 147,3 кН.



2.2 Расчет ригеля рамы (стропильной фермы)

2.2.1 Определение расчетных усилий в стержнях стропильной фермы

б = arctg () = arctg () = 46.397°

sin б = 0.724 cos б = 0.6897

Узел	Расчет усилий стержней
	Узел.1. ;
	Узел.2.
	Узел.3.
	Узел.4.
	Узел.5.
№ Узла	Расчет усилий стержней
	Узел.6.
	Узел.7.
	Узел.8.-Проверка правильности вычислений:

2.2.2 Подбор сечений элементов фермы

Предварительно назначаем тип сечения - квадратного профиля, и устанавливаем согласно нормам расчетные длины и предельные гибкости элементов. При подборе сечений растянутых элементов используют условие устойчивости:



.

Коэффициент , для нижних и верхних поясов фермы из стержней квадратного профиля при гибкости л ? 60 - .

Задавшись ? = 0,6…0,8, из условия устойчивости находим требуемую площадь:

По сортаменту подбирают подходящий профиль и вычисляем гибкости в двух плоскостях:

По большей гибкости находим ?_min, проверяем устойчивость и при необходимости корректируем сечение, добиваясь более полного использования материала.

При подборе сечений сжатых элементов используют условие устойчивости:

.

Все данные о подборе сечений сводим в таблицу 3.

В целях унификации принимаем следующие типоразмеры профилей:

· Верхний пояс - профиль квадратного сечения 120 х 4;

· Нижний пояс - профиль квадратного сечения 100 х 5;

· Раскосы - профиль квадратного сечения 100 х 4;

· Стойки - профиль квадратного сечения 50 х 4.

Таблица 3 Подбор сечений элементов фермы

Элементы	Элементы верхнего пояса	Элементы нижнего пояса
№ стержня	1-3	3-4	4-6	6-7	2-5	5-8
Расчетное значение N, кН	0,0000	-212,06	-212,06	-280,66	123,17	263,50
Требуемая площадь, см2	0,00	11,04	11,04	14,62	13,65	29,22
Состав сечения	50Х4	100х4	100х4	100х5	100Х4	160х5
Принятый состав	100х5	160х5
Площадь, см2	18,9	30,7
Расчет длины, м	lx	3	-
	ly	3	-
Радиус инерции, см	ix	3,84	-
	iy	3,84	-
Гибкость	лx	78,1	-
	лy	78,1	-
?min	0,698	-
?c	0,95	0,95
Ry*?c, Мпа	228	228
?, МПа	0,00	128,38	128,38	170,34	101,38	217,00

Элементы	Раскосы	Стойки
№ стержня	2-3	3-5	5-6	6-8	1-2	4-5	7-8
Расчетное значение N, кН	-451,2952	324,5238	-190,1571	63,3857	-45,9	-91,8	-91,8
Требуемая площадь, см2	33,58	16,90	14,15	3,30	3,42	6,83	6,83
Состав сечения	160Х6	80Х6	80Х5	50Х2	50Х2	50Х4	50Х4
Принятый состав	160х6	80Х4
Площадь, см2	36,8	12,2
Расчет длины, м	lx	4,35	-	4,35	-	3,15
	ly	4,35	-	4,35	-	3,15
Радиус инерции, см	ix	6,24	-	6,24	-	3,07
	iy	6,24	-	6,24	-	3,07
Гибкость	лx	69,71	-	69,71	-	102,61
	лy	69,71	-	69,71	-	102,61
?min	0,755	-	0,755	-	0,525
?c	0,8	0,8
Ry*?c, Мпа	192	192
?, МПа	162,33	88,19	68,40	17,22	71,62	143,24	143,24

2.2.3 Расчет узлов ригеля

Для ручной сварки электродами Э42, в_f = 0,7; в_z = 1,0; расчетные сопротивления R_wf= 180 МПа , R_wz = 0,45* R_un = 0,45•370 = 166,5 МПа, где R_un=370 МПа (сталь марки С245). Тогда в_f*R_wf =0,7•180=126 МПа < R_wz •в_z = 1•166,5=166,5 МПа. Расчет швов ведем по сечению металла шва.

· Монтажные узлы

Узел I (верхний монтажный узел)

Решается путем приварки вертикальной, развитой по высоте, фасонки к опорному листу колонны. Узел имеет компенсационный зазор, обеспечивающий точность сборки и наложение монтажных швов.



Расчёт количества болтов нормальной точности.

Количество болтов принимаем из условия:

;

Примем количество болтов n=4, диаметром 20 мм, A_bn=2,45 см².

?_с - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1,1

Тогда => принимаем 4 болта диаметром 20 мм, A_bn=2,45 см², класса 5.6 с расчётным сопротивлением R_bt=210 МПа по табл. 58^* [2].

Принимаем размеры пластины 320х320.

Расчёт толщины опорной планки.

Определяется из условия:

,

где b - наименьшее расстояние между осями болтов, b=240 мм;

Н_р - растягивающее усилие в стержне, Н_р=-212,06кН;

l_пл - высота опорной планки, l_пл=320 мм;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1,1

,

Исходя из сортамента, выпускаемой полосовой стали принимаем толщину опорной планки t=22 мм (табл. 1.18. [6]).

Проверка опорной планки на смятие, определяется условием:



=>

где ;

; ;

R_p - расчётное сопротивление смятию торцовой поверхности, ; где ?_m - коэффициент надёжности по металлу, ?_m=1.05; ;

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1.

Опорная планка прошла проверку на смятие.

Далее расчитываются параметры сварочных швов.

Длина сварочного шва, соединяющего элемент пояса (1-3) с опорной планкой, определяется из условия:

,

где d и b - параметры сечения стержня.

.

Далее катет (k_f) металла шва, соединяющего опорную планку и элемент пояса (1-3), определяется из условия:

,

где в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

;

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=20 мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного: k_f=7 мм.

Так как усилия в раскосе не значительны, примем его, как и все раскосы в ферме, сечением 100х4.

Длина сварочного шва для соединения раскоса и пояса:

,

где d и b - параметры сечения стержня;

б - угол наклона раскоса к поясу фермы (sinб=0.724).

.

Конструктивно примем минимальный возможный катет шва k_f=5 мм.

Узел II (нижний монтажный узел)

Для данного варианта узла расчетными элементами являются: сварной шов, соединяющий фасонку с опорным листом, болты, опорная планка.



Расчёт количества болтов нормальной точности.

Количество болтов принимаем из условия:

;

Примем количество болтов n=4, диаметром 16 мм, A_bn=1,57 см².

?_с - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

Тогда => принимаем 4 болта диаметром 16 мм, A_bn=1,57 см², класса 5.6 с расчётным сопротивлением R_bt=210 МПа по табл. 58^* [2].

Принимаем размеры пластины 260х260.

Расчёт толщины опорной планки.

Определяется из условия:

,

где b - наименьшее расстояние между осями болтов, b=196 мм;

Н_р - растягивающее усилие в стержне, Н_р=123,17 кН;

l_пл - высота опорной планки, l_пл=260 мм;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1.

,

Исходя из сортамента, выпускаемой полосовой стали принимаем толщину опорной планки t=20 мм (табл. 1.18. [6]).

Проверка опорной планки на смятие, определяется условием:

=>

где ;

; ;

R_p - расчётное сопротивление смятию торцовой поверхности, ; где ?_m - коэффициент надёжности по металлу, ?_m=1.05; ;

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1.

Опорная планка прошла проверку на смятие.

Далее расчитываются параметры сварочного шва.

Длина сварочного шва, соединяющего элемент пояса с опорной планкой, определяется из условия:

,

где d и b - параметры сечения стержня. . Далее катет (k_f) металла шва определяется из условия:



,

где ;

H_c - сжимающее усилие в стержне, H_c=123,17 кН;

в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

;

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=20 мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=7 мм.

Длина сварочного шва для раскоса определяется из условия:

,

где d и b - параметры сечения стержня;

б - угол наклона раскоса к поясу фермы (sinб=0.724).

.

Далее катет (k_f) металла шва определяется из условия:

,



где в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

t - толщина стенки поясной трубы.

Сварка элемента пояса 2-5 и раскоса 2-3 (N=-178,59 кН):

;

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=5мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=5 мм.

После определения катета шва, узел фермы проверяется на продавливание участка стенки пояса, контактирующего с расксом с наибольшим продольным усилием (раскос 2-3 N=-178,59кН):

Так как соотношение f/D = 0 < 0.1, то сила P определяется из выражения:

,

где n = 1, т.к. D_в/t_n = 20 < 25;

D_в - длина сечения пояса, D_в=100 мм; t_n - толщина стенки пояса, t_n=5 мм. R_y - расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа; - длина сечения раскоса, d_b=100 мм; m - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности стенки пояса в зоне узла при наличии продольного усилия, N=123,17 кН,



в=N/R_y*A,

где A - площадь сечения раскоса;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

> m=1

Несущая способность узла на продавливание обеспечена, так как расчетное усилие в раскосе N=|178,59| кН < P=457,86 кН.

· Промежуточные узлы

Узел III

Длина сварочного шва для раскосов определяется из условия:

,

где d и b - параметры сечения стержня; б - угол наклона раскоса к поясу фермы (sinб=0.724). .

Далее катет (k_f) металл шва определяется из условия:



,

где в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

t - толщина стенки поясной трубы.

Сварка элемента пояса 1-3 и раскоса 2-3 (N=-178,59 кН):

;

Сварка элемента пояса 3-4 и раскоса 3-5 (N=128,87кН):

.

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=5мм) по табл. 36^*[2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=5 мм.

После определения катета шва, узел фермы проверяется на продавливание участка стенки пояса, контактирующего с расксом с наибольшим продольным усилием (раскос 2-3 N=-178,59кН):

Так как соотношение f/D = 0,08 < 0.1, то сила P определяется из выражения:

,

где n = 0,8, т.к. D_в/t_n = 30>25;

D_в - длина сечения пояса, D_в=120 мм;

t_n - толщина стенки пояса, t_n=4 мм.

R_y - расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

d_b - длина сечения раскоса, d_b=100 мм;

m - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности стенки пояса в зоне узла при наличии продольного усилия, N=0, следовательно m=1.

.

Несущая способность узла на продавливание обеспечена, так как расчетное усилие в раскосе N=|178,59| кН < P=293,03кН.

Узел IV

Длина сварочного шва для стойки (4-5) определяется из условия:

,

где d и b - параметры сечения стержня;

б - угол наклона стойки к поясу фермы (sinб=1).

.

Далее катет (k_f) металл шва определяется из условия:



,

где в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1;

t - толщина стенки поясной трубы.

.

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=4 мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=5 мм.

После определения катета шва, узел фермы проверяется на продавливание участка стенки пояса, контактирующего с расксом:

Так как соотношение f/D = 0.2 > 0.25, то сила P определяется из выражения:

,

где D - ширина сечения пояса, D=120 мм;

t_n - толщина стенки пояса, t_n=4 мм.

R_y - расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

d_b - длина сечения стойки, d_b=50 мм;



f=(D-d)/2=(120-50)/2=35 мм;

m - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности стенки пояса в зоне узла при наличии продольного усилия, N=-212,06кН, в=N/R_y*A,

где A - площадь сечения стойки;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

=> m=1.5-1,24=0.26

,

P=16,22 кН < N=36 кН => необходимо увеличить площадь сечения стойки. Принимаем сечение стойки 80х4, где А=12,2 см².

Так как соотношение f/D = 0.17 > 0.25, то сила P определяется из выражения:

,

где D - ширина сечения пояса, D=120 мм;

t_n - толщина стенки пояса, t_n=4 мм.

R_y - расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

d_b - длина сечения стойки, d_b=80 мм;

f=(D-d)/2=(120-80)/2=20 мм;

m - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности стенки пояса в зоне узла при наличии продольного усилия, N=-212,06кН,



в=N/R_y*A,

где A - площадь сечения стойки;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

> m=1,5-0,72=0,78

,

Несущая способность узла на продавливание обеспечена, так как расчетное усилие в раскосе N=|36| кН < P=70,67 кН.

В целях унификации принимаем типоразмеры профилей всех стоек 80х4.

Узел V

Длина сварочного шва для раскосов определяется из условия:

,

где d и b - параметры сечения стержня;

б - угол наклона раскоса к поясу фермы (sinб=0.724).

;

Длина сварочного шва для стойки определяется из условия:

,

где б - угол наклона раскоса к поясу фермы (cosб=0.690);

,

Далее катет (k_f) металл шва определяется из условия:

,

где в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

t - толщина стенки поясной трубы.

Сварка элемента пояса 2-5 и раскоса 3-5 (N=128,87 кН):

;

Сварка элемента пояса 5-8 и раскоса 5-6 (N=-74,59 кН):

.

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=5 мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=5 мм.

Катет (k_f) металл шва для сварки раскосов (3-5 и 5-6) и стойки (4-5, N=-36кН) определяется из условия:



,

где t - толщина стенки раскоса.

,

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=4 мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=5 мм.

После определения катета шва, узел фермы проверяется на продавливание участка стенки пояса, контактирующего с расксом с наибольшим продольным усилием (раскос 3-5 N=128,87кН):

Так как соотношение f/D = 0 < 0.1, то сила P определяется из выражения:

,

где n =1, т.к. D_в/t_n = 20 < 25;

D_в - длина сечения пояса, D_в=100 мм;

t_n - толщина стенки пояса, t_n=5 мм.

R_y - расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

d_b - длина сечения раскоса, d_b=100 мм;

m - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности стенки пояса в зоне узла при наличии продольного усилия, N=263,50 кН, в=N/R_y*A,

где A - площадь сечения раскоса;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

=> m=1.5-0.72=0.78

Несущая способность узла на продавливание обеспечена, так как расчетное усилие в раскосе N=|128,87| кН < P=357,13кН.

· Укрупнительные узлы

Узел VI (верхний укрупнительный узел)

Расчёт количества болтов высокой точности.

Количество болтов принимаем из условия:

;

Примем количество болтов n=6, диаметром 20 мм, A_bn=2,45 см².

?_с - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

Тогда => принимаем 4 болтов диаметром 20 мм, A_bn=2,45 см², класса 5.6 с расчётным сопротивлением R_bt=210 МПа по табл. 58^* [2].

Принимаем размеры пластины 320х320.

Расчёт толщины опорной планки.

Определяется из условия:



,

где b - наименьшее расстояние между осями болтов, b=120 мм;

Н_р - растягивающее усилие в стержне, Н_р=-280,66кН;

l_пл - высота опорной планки, l_пл=320 мм;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1.

,

Исходя из сортамента, выпускаемой полосовой стали принимаем толщину опорной планки t=20 мм (табл. 1.18. [6]).

Проверка опорной планки на смятие, определяется условием:

=>

где ;

;

R_p - расчётное сопротивление смятию торцовой поверхности, ; где ?_m - коэффициент надёжности по металлу, ?_m=1.05; ;

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1.

Опорная планка прошла проверку на смятие. Далее расчитываются параметры сварочных швов. Длина сварочного шва, соединяющего элемент пояса с опорной планкой, определяется из условия:



,

где d и b - параметры сечения стержня.

.

Далее катет (k_f) металла шва, соединяющего опорную планку и элемент пояса (1-3), определяется из условия:

,

где в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

;

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=20 мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=7 мм.

Узел VII (нижний укрупнительный узел)



Расчёт количества болтов высокой точности.

Количество болтов принимаем из условия:

;

Примем количество болтов n=6, диаметром 20 мм, A_bn=2,45см².

?_с - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

Тогда => принимаем 6 болтов диаметром 20 мм, A_bn=2,54 см², класса 5,6 с расчётным сопротивлением R_bt=210 МПа по табл. 58^* [2].

Принимаем размеры пластины 300х300.

Расчёт толщины опорной планки.

Определяется из условия:

,



где b - наименьшее расстояние между осями болтов, b=110 мм;

Н_р - растягивающее усилие в стержне, Н_р=263,50 кН;

l_пл - высота опорной планки, l_пл=300 мм;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1.

,

Исходя из сортамента, выпускаемой полосовой стали принимаем толщину опорной планки t=20 мм (табл. 1.18. [6]).

Проверка опорной планки на смятие, определяется условием:

=>

где ;

R_p - расчётное сопротивление смятию торцовой поверхности, ; где ?_m - коэффициент надёжности по металлу, ?_m=1.05; ;

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1.

Опорная планка прошла проверку на смятие. Далее расчитываются параметры сварочных швов. Длина сварочного шва, соединяющего элемент пояса (8-11) с опорной планкой, определяется из условия:

,



где d и b - параметры сечения стержня.

.

Далее катет (k_f) металла шва, соединяющего опорную планку и элемент пояса (8-11), определяется из условия:

,

где в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

;

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=20мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=7 мм.

Длина сварочного шва для раскосов определяется из условия:

,

где d и b - параметры сечения стержня;

б - угол наклона раскоса к поясу фермы (sinб=0.724).

;

Далее катет (k_f) металл шва определяется из условия:



,

где в_wf - коэффициент формы шва, принимаемый в зависимости от вида сварки ( табл. 55^* [2]), положения шва и диаметра электрода по табл. 34^* [2];

?_wf - коэффициент условия работы шва, ?_wf=1;

R_wf - расчетное сопротивление сварных швов по металлу шва, принимаемое по табл. 56 [2];

?_c - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 [2], ?_c=1.1

t - толщина стенки поясной трубы.

;

Исходя из вида сварки, предела текучести стали и толщины более толстого из свариваемых элементов (t=5 мм) по табл. 36^* [2], принимаем минимальный катет шва, больший расчетного, k_f=5 мм.

После определения катета шва, узел фермы проверяется на продавливание участка стенки пояса, контактирующего с расксом с наибольшим продольным усилием (раскос 6-8 N=24,86 кН):

Так как соотношение f/D = 0 < 0.1, то сила P определяется из выражения:

,

где n = 1 , т.к. D_в/t_n = 20 < 25;

D_в - длина сечения пояса, D_в=100 мм;

t_n - толщина стенки пояса, t_n=5 мм.

R_y - расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

d_b - длина сечения раскоса, d_b=100 мм;

m - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности стенки пояса в зоне узла при наличии продольного усилия, N=24,86 кН, в=N/R_y*A,

где A - площадь сечения раскоса;

R_y- расчетное сопротивление фасонного проката стали, R_y=240 МПа;

=> m=1

Несущая способность узла на продавливание обеспечена, так как расчетное усилие в раскосе N=24,86 кН < P=457,86 кН.



3. ВЫБОР ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ

Коррозия - это разрушение поверхности металла под воздействием внешней среды. Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия происходит при взаимодействии металла с газами или парами (сернистые газы, кислород, сероводород, хлор, оксиды азота и углерода), а также с нефтью или ее продуктами.

Электрохимическая коррозия протекает в растворах электролитов (воды и растворенных в ней кислот и солей). Для протекания этой коррозии металл должен иметь участки с различными значениями потенциала. При этом участки с низким потенциалом (аноды) отдают положительно заряженные ионы. Свободные электроны от анода перемещаются к участкам с более высоким потенциалом (катодам).

Способов защиты металлов от коррозии существует множество:

· катодная защита - осуществляется с помощью проекторов или наложения извне токов;

· применение ингибиторов - веществ, замедляющих коррозию;

· пассивация - образование на поверхности металла окислов, тормозящих анодный процесс растворения металлов;

· защита металлов покрытиями.

Защитные покрытия по металлу могут быть лакокрасочные, металлические, оксидные, изоляционные. По механизму действия различают покрытия барьерные (механическая изоляция металла от среды), протекторные (при электрохимической защите) и комбинированные.

Лакокрасочные покрытия в зависимости от вида пигмента обеспечивают барьерную, комбинированную или протекторную защиту стали. Цинковые покрытия стальных конструкций обеспечивают барьерную и протекторную защиту, алюминиевые - обычно барьерную.

Наиболее распространенным, повсеместным способом защиты конструкции от коррозии является их окраска лакокрасочными покрытиями - ЛКП. Защитное действие ЛКП обуславливается двумя основными факторами: механической изоляцией поверхности от среды и химическим взаимодействием ЛКП с защищаемой поверхностью.

Механическая изоляция поверхности от среды достигается в случае, если покрытие является сплошным, химически стойким, обладает хорошей адгезией с защищаемой поверхностью. ЛКП будут надежным барьером для коррозии, если общая толщина покрытия будет больше критической. При этом пленка практически сплошная и не имеет пор и капилляров. Критическая толщина покрытия зависит от состояния поверхности, и чем поверхность шершавей, тем толщина больше. Срок службы ЛКП прямо пропорционален толщине покрытия.

Не защищённая от действия влажной атмосферы, а иногда (что ещё хуже) атмосферы, загрязнённой агрессивными газами, сталь коррозирует (окисляется), что постепенно приводит к её полному разрушению. При неблагоприятных условиях это может произойти через два-три года. Хотя алюминиевые сплавы обладают значительно большой стойкостью против коррозии, при неблагоприятных условиях они также коррозируют. Хорошо сопротивляется коррозии чугун.

Повышение коррозионной стойкости металлических конструкций достигается включением в сталь различных легирующих элементов, периодическим покрытием конструкций защитными плёнками (лаки, краски и т.п.), а также выбором рациональной конструктивной формы элементов (без щелей и пазух, где могут скапливаться влага и пыль), удобной для защиты и очистки. Для отапливаемого здания защиту от коррозии производить лакокрасочными покрытиями по группе I-n - 2(55) лаками ПФ - 171 (ГОСТ 5494 - 71*) по грунтовке ГФ - 020 (ГОСТ 25129*).



ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

2. СНиП II-23-81^*. Стальные конструкции. Нормы проектирования М: Стройиздат,1990.

3. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. М: Стройиздат,1986.

4. Металлические конструкции. В 3т. Т.1. Элементы стальных конструкций. Учебное пособие для строительных вузов. Под ред. В.В. Горева. М.: Высшая школа. 1997.

5. Инженерные конструкции. Под ред. Ермолова. М.: 1991.

6. Чепурной И.Н., Залеева В.Д. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования по строительным конструкциям. Гомель, 1988г.

7. Чепурной И.Н. Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания. Ч. III. Стропильные фермы. Гомель, 1984.

Размещено на Allbest.ru

...