Сталевий каркас виробничого одноповерхового будинку

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Міністерство освіти і науки України

Харківський державний технічний університет

будівництва та архітектури

Будівельний факультет

Кафедра металевих та дерев'яних конструкцій

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

на тему:

«Сталевий каркас виробничого одноповерхового будинку»

Харків 2015



Вступ

Поняття «металеві конструкції» поєднують у себе їхню конструктивну форму, технологію виготовлення, і способи монтажу. Проектування металевих конструкцій - поетапний процес, що включає в себе вибір конструктивної форми, розрахунок і розробку креслень для виготовлення і монтажу конструкцій. Рівень розвитку металевих конструкцій визначається з одного боку, потребами в них народного господарства, а з іншого боку - можливостями технічної бази, розвитком металургії, металообробки, будівельної науки й техніки.

Металеві конструкції застосовуються сьогодні у всіх видах будинках і спорудженнях, особливо, якщо необхідні значні прольоти, висота й навантаження. Потреба в металевих конструкціях надзвичайно велика й безупинно збільшується.

Метою розрахунку є строге обґрунтування габаритів конструкції, її розмірів поперечних переріз і їхніх з'єднань умови експлуатації, що забезпечує, протягом усього терміну з необхідною надійністю і довговічністю при мінімальних витратах матеріалів і праці на їхнє створення й експлуатацію. Ці вимоги часто суперечать один одному (мінімальна витрата металу і надійність), тому реальне проектування є процесом пошуку конструктивного оптимального рішення.

Розрахунок складається з наступних етапів: установлення розрахункової схеми, збір навантажень, визначення зусиль в елементах конструкцій, підбір перетинів і перевірка допустимості напружено-деформованого стану конструкцій, її елементів і з'єднань.

Вихідні дані.

Довжина будівлі І=144м.

Прольот будівлі L=18м.

Крок колон В=6м

Рівень головки рельса +16,500

Вантажопідйомність крану 800/200 кН

Нахил покрівлі і=0,015

Настил покриття - Профільований стальний настил по прогонам

Район будівництва - Суми



1.Компонування поперечної рами промислової будівлі та каркасу

1.1 Компонування вертикальних розмірів рами

Вертикальна компоновка полягає у визначенні довжин верхньої та нижньої частини колони

Визначаємо розмір від кранової рейки до низу крокв'яної конструкції

H2=hk+a(кратно 0,2 м )

hk - висота крана за каталогом.

a - (200-400)+100 мм; fmax=200-400 мм

100мм- мінімальна відстань між верхом візка крана та низом крокв'яної конструкції.

fmax - розмір, який враховує прогин конструкції покриття та висоту виступаючих елементів зв'язків, приймається 200-400 мм.

Приймаємо а=400 мм, підібрана висота крану hk=3700 мм.

Н2 = 3700+400=4100мм приймаємо 4200мм

Визначаємо висоту верхньої частини колони

Hв=Н2+hк.р+hк.б+ hф (кратно 0,2м)

hк.б - висота підкранової балки приймається 1/6 від кроку колон

hк.б=6/6=1м

hк.р - висота кранової рейки

hк.р=170мм-0,17м

hф- висота ферми 2,75м довжиною 18м

Нв=4200+170+1000+2750=8120ммприймаємо 8200мм

Визначаємо відстань від чистого полу до низу кроквяної конструкції

Н0=Ну.г.р.+Н2(кратно 0,6м)

Ну.г.р.- рівень головки рейки (за завданням 16.500)

Н0=16500+4200=20700мм

Визначаємо висоту нижньої частини колони

Нн=Н0 - Нв + 600

Нн=20700-8200+600=11900мм

рис. 1

1.2 Визначення горизонтальних розмірів рами

Визначаємо ширину перерізу верхньої частини колони

Вв - (1/12-1/15)Нв(кратно 250мм)

Вв=8200/12=680мм приймаємо 400мм

Визначаємо ширину перерізу нижньої частини колони

Вн=900мм

л= Вн/2+С1+В1=900/2+100+400=950мм

рис. 2

1.3 Компонування зв'язків

Розміри температурного блоку будівлі зі сталевим каркасом регламентується табл. 42 СНиП 2.23-81*. Так як найбільша відстань від торця будівлі до вісі найближчого вертикального зв'язку для опалюваємих будівель дорівнює 90м, а по завданню довжина будівлі рівна 144м, то доречно поставити зв'язки через 72м.

рис. 3



2. Збір навантажень на поперечну раму

2.1 Постійне навантаження на покриття

Таблиця.1

№ п/п	Склад покриття	Нормативна нагрузка	ге	гfm
1	Сендвіч панель	0,25риттяан на поперечну раму32 довжина будівлі рівна 132 м, ертикального зв'	1,1	0,28
2	Прогон	0,07	1,05	0,074
3	Крокв'яна ферма	0,4	1,1	0,44
4	Профнастил	0,155	1,05	0,163
	всього	0,87		0,95

Так як покрівля має уклін 1.5% і навантаження (гfm) зібране на 1м2 покрівлі, то необхідний перехід в лінійне уклінне навантаження.

B- крок колон

F=q*3=4,79*3=14,37kH

F`=F/2=14,37/2=7,19kH

рис.4



2.2 Збір снігових навантажень

Розрахунок ведемо по ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження та впливи». Критичне розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття розраховується за формулою:

Sm=гfmS0C

де гfm коефіцієнт надійності (залежить від середнього періоду повторює мості снігового навантаження).

Для об'єктів масового будівництва приймаємо рівною періоду експлуатації Т=50 років = гfm =1 (п.8.11)

S0- характеристичне значення снігового навантаження(п.8.5).

Для міста СумиS0=1670МПа

C=µCeCalt

де µ - коефіцієнт переходу від ваги снігового покрову на поверхні землі до снігового навантаження на покриття (п.8,7. 8,7), визначається за додатком Ж, при уклін покрівлі µ=1

Ce-коефіцієнт, що враховує режими експлуатації покрівлі, визначається за п.8,9Ce=1

Calt - коефіцієнт географічної висоти за п.8,10Calt = 1

Sm=1*1,67*1=1,67kH/м

Перехід до лінійного навантаження

Smв.п.=1,67*6=10,02kH/м



Перехід до вузлового навантаження

Smвузл= Smв.п * 3= 10,02*3=30,06=30кН

S'mвузл=15кН

2.3 Збір вітрових навантажень

При впливі вітру на раму промислової будівлі виникає дві зони вітрового тиску:

Активна зона

Пасивна зона

Збір вітрових навантажень здійснюється у відповідності п.9

Граничне розрахункове значення вітрового навантаження визначається за формулою:

Wm=гfmWoC

де гfm - коефіцієнт надійності по граничному значенню вітрового навантаження п.9,14

Wo - характериистичне значення вітрового впливу за п.9,6

С- коефіцієнт, визначається за п.9,6

Для міста СумиWo=420Па=0,42кН/м2, гfm =1

C=CaerCh*Calt*Crel*Cd

де Caerзона пасивного чи активного вітрового тиску Са=0,8; Ср=0,6

Ch- коефіцієнт висоти будівлі

Calt - коефіцієнт географічної висоти =50м

Cd - коефіцієнт динамічності.

Calt= Crel= Cd=1

рис.5

Таблиця.2

Z	Ch(III)	Wam,kH/м	Wpm,kH/м
<5	0.9	1.81	1.36
10	1.2	2.42	1.81
15,33	1.33	2.68	2.01
16,5	1.37	2.76	2.07
17,25	1.52	3.06	2.29
20,0	1.55	3.12	2.34

- середній пасивний тиск

-середній активний тиск

рис.6

2.4 Збір кранових навантажень

Від дії мостових кранів зусилля, що діють у вертикальній та горизонтальній площині. Збір кранових навантажень виконується відповідно до ДБНВ.1.2-2:2006. Окремо збираються вертикальні та горизонтальні навантаження.

Збір навантажень у вертикальній площині

Граничне розрахункове значення для вертикального навантаження мостового крану:

Fm=гfm*ш*F0

де гfm=1,1(Т=50 років)

ш- коефіцієнт вірогідності (приймаємо 0,85)

F0- характеристичне значення вертикального навантаження.

рис.7

характеристичне значення мінімального тиску на одне колесо крана визначимо із:

де- вантажопід'ємність крану

- вага крану з возиком

, - вертикальний тиск крана, встановлюємо за допомогою ліній впливу.

Будуємо лінію впливу опорної реакції ПБ

рис.8

Для визначення крана в суміжних прольотах встановлюємо в найбільш невигідне положення.

рис.9

де - максимальне зусилля на 1колесо;

- характеристичне значення вертикального тиску при найбільш невигідному розташуванні кранів;

- ордината лінії впливу опорної реакції колони.

(B=6м - крок колони)

Визначення горизонтальних впливів від дії крана

Навантаження визначається від дії двох мостових кранів. Горизонтальне навантаження на колесо визначається за формулою:

-максимальне навантаження на колесо (за каталогом)

Горизонтальні сили можуть бути направлені в середину або на зовні будівлі.

Розрахунковий горизонтальний опорний тиск на колону рами:

- значення беремо із лінії впливу вертикального навантаження

Прикладення кранових навантажень до розрахункової схеми рами

рис.10

Вертикальне кранове навантаження до розрахункової схеми прикладається у вигляді сили та пари сил, яка виникає внаслідок ситуації зображеної на схемі.

Прикладення горизонтального зусилля від дії крану до розрахункової схеми зусилля прикладається до верхньої частини колони у вигляді зосередженої сили.

рис.11



Визначення жорсткості елементів розрахункової схеми

каркас рама навантаження кран

рис.12

1. Визначення жорсткості ригеля

2. Визначення жорсткості низа колони

де - ширина низа колони

=2.5 - для кроку колон 6м

3.Визначення жорсткості верха колони

=1,2-1,6 = 1,5

4. Розрахункова вісь рами

Кількість вузлів рами (рис. 4.1) приймаємо на:

границях зміни вітрового навантаження;

в місці спряження верхньої та нижньої частини кожної колони.

Рис. 13 - Нумерація вузлів в рамі

Рис. 14 - Геометрія рами

Ексцентриситет розрахункової осі рами (рис. 14):

м.

Довжина осі рігеля:

м.

Таблиця 4.1-Координати вузлів рами

№ вузла	х, м	z, м	№ вузла	х, м	z, м
1	0,125	0,0	6	18.1	20
2	0,125	1,0	7	18.1	11.9
3	0,125	11.9	8	17.98	11.9
4	0,0	11.9	9	17.98	1,0
5	0,0	20.0	10	17.98	0,0



5. Розрахункові схеми рами

Будуємо розрахункові схеми рами від окремих завантажень (рис.15... 18).

1. Постійне від покриття

2. Снігове

3. Кранове вертикальне Dmax на лівій колоні

4. Кранове вертикальне Dmax на правій колоні

5. Сила Т на лівій колоні. Діє справа наліво

6. Сила Т на лівій колоні. Діє зліва направо

7. Сила Т на правій колоні. Діє справа наліво

8. Сила Т на правій колоні. Діє зліва направо

9. Вітер зліва направо

10. Вітер справа наліво

Рис. 15 - Розрахункові схеми рами від навантажень 1,2,3

Рис. 16 - Розрахункові схеми рами від навантажень 4,5,6

Рис. 17 - Розрахункові схеми рами від навантажень 7,8,9

Рис. 18 - Розрахункова схема рами від навантаження 10

Статичний розрахунок рами від окремих навантажень

Статичний розрахунок рами виконуємо для наведених вище розрахункових схем за допомогою програмного комплексу “SCAD”.

Вихідними даними для комп'ютерного розрахунку є:

геометрія рами (координати вузлів);

жорсткості ригеля та ділянок колон;

значення навантажень.

Результати статичного розрахунку рами наведені нижче.

Зусилля від комбінацій навантажень наведені нижче в табл. 7.1.

Рис. 19- Розрахункові перерізи колони

Таблиця 7.1-Розрахункові зусилля для верхньої та нижньої частин колони

№ перерізу колони	Позначення зусилля	Розрахункові зусилля в колоні ряду “А” ( кН, кНм) від комбінації навантажень
		+ Мmax Nвідп	- Мmax Nвідп	+Nmax Mвідп	-Nmax Mвідп
1 - 1		комбінація № 16	комбінація №23	комбінація №	комбінація №
	N	-902,352	-739,56	-	-
	M	735,53	-979,09	-	-
2 - 2		комбінація № 16	комбінація № 27	комбінація №	комбінація №
	N	-896,32	-432,26	-	-
	M	160,1	-169,57	-	-
3 - 3		комбінація № 23	комбінація № 16	комбінація № 23	комбінація № 16
	N	84,27	84,27	84,27	-71,79
	M	266,45	-71,79	266,45	-377,71
4 - 4		комбінація № 27	комбінація № 16	комбінація № 14	комбінація № 23
	N	-60,99	12,58	16,36	-68,56
	M	430,7	-377,71	-305,02	84,99
4 - 4	Максимальна поперечна сила Qmax в перерізі колони при комбінації навантажень № 25
	Qmax	48,96



3.Конструктивний розрахунок колони

3.1 Визначення розрахункових довжин колони

Розрахункові довжини ділянок колони в площині рами (колони)

Відповідно до п.6.11*1, коефіцієнти розрахункової довжини окремх ділянок ступінчатих колон в площині рами необхідно визначати відповідно до додатку 6 1, або за табл. C.2, якщо l2 / l1 0.6 та N1/N2 3.

У нас l1=hн=11.9 м; l2=hв= 5.35 м;

N1 = 68,56 кН - із комбінації № 23 для перерізу 4 - 4;

N2 = 21.25кН - із тієї ж комбінації № 23для перерізу 1 - 1.

Тоді

l2 / l1 = 5.35/11.9 = 0.5 0.6; N1/N2=68.56/21.25= 3.22> 3.

За табл. C.2 при умові закріплення верхнього кінця колони лише від повороту знаходимо:

для нижньої ділянки колони 1,х = 2;

для верхньої - 2,х = 3;

2 11.9 = 23.8м;

3 5.35 = 16.05 м.

3.2 Розрахункові довжини ділянок колони із площини рами (колони)

Відповідно до п.6.13 1 розрахункові довжини колон в напрямку вздовж будівлі (із площини рами) необхідно приймати рівними відстаням між сусідніми закріпленими від зміщення із площини рами точками (опорами колон; вузлами розкріплень зв'язками).

Pозрахункові довжини із площини рами відповідно для нижньої та верхньої частин колони будуть:

hн/2=11.9/2=5.95м; h2=4.35 м.

3.3 Підбір перерізу верхньої частини колони

Оскільки поперечний переріз верхньої частини колони приймають у вигляді симетричного двотавра (прокатного, чи зварного), за розрахункові зусилля для розрахунку на міцність та стійкість в площині колони (рами) приймають із тієї комбінації навантажень, яка дає найбільший за абсолютною величиною згинаючий момент, або найбільшу поздовжню силу при досить великому моменту.

В навчальних цілях при розробці курсового проекту переріз верхньої частини колони приймемо у вигляді симетричного зварного двотавра.

Аналізуючи табл. 10, за розрахункові зусилля для верхньої частини колони приймаємо в перерізі 1 -1 при комбінації навантажень № 27:

Мmax = 979,09кНм; Nвідп = 739,56 кН.

Необхідну площу поперечного двотаврового перерізу орієнтовно визначимо за формулою:

;

см2,

де

; .

Тут

M=Mmax - відповідно до п.5.29.

Поперечний переріз компонуємо за слідуючим алгоритмом:

ix= 0.42 h = 0.42 90 = 37.8см;

х =

; ;

см;

;

із табл. 27* 1 при mx 1 та 2.0 знаходимо:

; ;

тоді відповідно до п. 7.14*1:

; .

Позначимо

7) За п.7.23*1 при та за табл. 29* знаходимо:

; .

Позначимо

Розпишемо площу перерізу:

A=2Af+ Aw=2tfbf+ ( h - 2 tf ) tw= 2 tf (2bef+ tw) + ( h - 2tf)tw.

У нас

bef = a2 tf ; hw = h-2 tf = a1 tw ,

звідки

.

Підставимо:



.

Після нескладних перетворень останнє рівняння приведемо до виду:

.

Ввівши позначення

остаточно маємо квадратне рівняння відносно товщини полиці tf:

розв'язком якого є

.

У нас

61.11;-0.038;0.0 .

Тоді

0.2 cм.

Знаючи tf , знаходимо інші розміри поперечного перерізу двотавру:

см;

hw = h-2 tf = 89.6 см ;

bef = a2tf= 15.02 0.2 = 3 см ;

bf = 2bef+ tw = 2 3 + 1.9 =7.9 см .

Особливістю вище отриманого квадратного рівняння є те, що розміри поперечного перерізу, що випливають із його розв'язку, задовольняють умовам забезпечення місцевої стійкості полиць та стінки, а також забезпечують орієнтовно необхідну площу поперечного перерізу .

З урахуванням сортаменту на листову сталь остаточно приймаємо:

tf =2.0 см; tw = 1.2 см;bf = 36.0 см;hw = 100.0 см.

h = hw + 2tf = 100.0 + 2 2.0 = 104.0 см .

Обчислюємо геометричні характеристики закомпонованого поперечного перерізу:

Af = tfbf = 2.0 36 = 72.0 cм2 ;

Aw = twhw = 1.4 100 = 140 см2 ;

A = 2 Af + Aw = 2 72.0 + 140.0 =284.0 см2 ;

см4 ;

см4 ;

см3 ;

см;

см;

Відповідно до п.5.27* перевірку стійкості в площині дії згинаючого моменту необхідно виконувати за формулою

.

Щоб скористатись цією формулою, проведемо перерахунок попередньо заданих необхідних величин, а саме:

за табл. 51* при t20 мм приймаємо Ry = 23 кН/см2 ;

х = ;

;

см;

; 5 <mx< 20 .

Обчислимо

.

За табл. 73 1:

при маємо =1.25;

.

За табл. 74 1:

.

При і

Перевіряємо стійкість:

Стійкість верхньої частини колони в площині дії моменту (в площині рами; в площині колони) забезпечена.

Відповідно до п.5.30 необхідно виконати перевірку стійкості із площини дії моменту (із площини колони). Маємо випадок Jx>Jy.

Перевірку стійкості із площини дії моменту виконують за формулою

Відповідно до п.5.31 1 при обчисленні mxза розрахунковий момент треба приймати:



Тут

Mx,1 = +Mmax =979.09 кНм; Mx,2 =638.67кНм - обоє із комбінації навантажень № 23.

Тоді

Оскільки у нас mx = 5.7, то відповідно до п.5.31 1 маємо випадок

5<mx< 10 і коефіцієнт с визначаємо за формулою:

c=c5 ( 2-0.2mx) + c10 ( 0.2mx - 1 ),

де

Коефіцієнти та приймають за табл.10 1 в залежності від y таc:

y= ;

За п.5.3 1:

0.808.

За табл.10 1 при mx =5.7 та y = 69.34<c=105 знаходимо

0.65 + 0.05 5.7 =0.95; = 1;

Коефіцієнт вобчислюється за додатком 7 1. Відповідно до додатку 7, попередньо знаходимо:

де

h0 = hw + tf = 100 +2.0 =102.0 см - відстань між осями поясів;

a = 0.5 h = 0.5 102.0 = 51.0 см.

Тоді

За табл.77 при 0.1 <<40 при двох і більше закріпленнях стиснутого поясу та при довільному навантаженні і довільному навантаженому поясу знаходимо:

= 2.25 + 0.07 = 2.25 + 0.07 0.6218 = 2.29.

За формулою (174) 1:

але не більше 1.0 .

Тоді

b = 0.68 + 0.21 3.58 =1.43 .

Оскільки b> 1, то приймаємо b= 1.

Тепер нарешті,

іc=c5 ( 2-0.2mx) + c10 ( 0.2mx - 1 ),

c=0.156( 2-0.2 5.7) + 0.11 ( 0.2 5.7 - 1 ) = 0.145.

Перевіряємо стійкість верхньої частини колони із площини дії моменту (із площини колони):

Стійкість верхньої частини колони із площини дії моменту (із площини колони) забезпечена.



4.Розрахунок та конструювання траверси колони

рис. 20

рис. 21

Для розрахунку траверси обираємо комбінацію, яка завантажує внутрішню грань верхньої частини колони (див. розрахунок в програмному комплексі SCAD табл. 3 курсового проекту).

Розрахунковою схемою траверси є балка на двох опорах.



рис. 22

не враховуємо.

Визначаємо товщину листа траверси

рис. 23

Траверсу приймаємо із сталі С245. Товщина траверси:

(за табл. 52)

приймаємо

Перевіряємо лист траверси на зріз з лівої опори ( в містах прикріплення до підкранової гілки).

Визначаємо необхідну довжину швів, що прикріплюють ребро Р1 до траверси.

Зусилля на 1 шов:

Задаємось катетом шва: (табл. 38)

Гранична довжина швів:

Перевіряємо граничну умову за металом шва:



Перевіряємо шви прикріплення траверси до підкранової гілки на дію зусилля

Приймаємо

Зусилля на 2 шва:

Перевіряємо граничну умову за МШ:

Приймаємо

Перевіряємо шви прикріплення траверси до наружної гілки

Попередньо приймаємо

Перевірку перерізу траверси здійснюємо в місці дії максимальних внутрішніх зусиль:

Для перерізу траверси необхідно визначити положення центра ваги. Для цього проводимо вільну вісь Х1.



рис. 24

y1 = 463 мм (розрахунок нижче)

у2 = 1000-163 = 537 мм

Визначаємо напруження в точках 1 та 2.

Визначаємо момент інерції траверси відносно осі х-х.

Дотичні напруження в розрахунковому перерізі:

Розрахунок шва, що прикріплює опорне ребро

до грані підкранової гілки

рис. 25

Кількість швів Ш3 = 2

Необхідний катет шва:

Приймаємо катет шва



5.Розрахунок та перевірка нижньої частини колони

рис. 26

Попередньо встановлюємо положення центра ваги перерізу.

рис. 27

Визначаємо зусилля в окремих гілках

3. Визначаємо розрахункову довжину нижньої частини колони:

- розрахункова відстань відносно осі х-х (розрахунок як єдиного стержня)

рис. 28

(табл. 18)

- для розрахунку окремої гілки відносно осі y-y

- за схемою зв'язків

- розрахункова відстань окремої гілки відносно осі х-х - це відстань між вузлами решітки.

(визначено із розрахунку наведеного нижче)

рис. 29

4. Підбираємо переріз окремої гілки із умови стійкості відносно осі y-y (наружньої гілки).



Розрахункова схема із площини згину

рис. 30

Відповідно до вимог ДБН В.2.6.198:2014 умовою стійкості центрально-стиснутого елемента є:

1) Задаємось гнучкістю окремої гілки відносно осі y-y: , тоді потрібний радіус інерції буде: .

при табл. 72

2) Визначаємо потрібний переріз гілки:

Приймаємо

03) Перевіряємо потрібний переріз на відповідність вимог ДБН В.2.6.198:2014:

табл. 72

Умова виконується

Підбираємо переріз підкранової гілки

Визначаємо потрібну площу:

Враховуючи висоту підібраного двотавру для наружньої гілки, приймаємо аналогічний двотавр .

Перевіряємо переріз відповідно до вимог ДБН за умовою стійкості центрально-стиснутого елемента:

Умова виконується

Маючи підібрані перерізи гілок, визначаємо фактичне положення ц. в. перерізу, фактичні зусилля в гілках, і перевіряємо прийняті перерізи на дію визначених зусиль.

Визначаємо відстань між точками прикріплення елементів решітки.

Відстань між вузлами решітки визначаємо із умови рівностійкості гілки

()

рис. 31

2) Підбираємо переріз елемента решітки.

Відповідно до вимог ДБН решітку розраховуємо на дію або фіктивною перерізуючою силою або фактичною (із статичного розрахунку).

,

де N - повздовжнє зусилля в стержні колони,

- коефіцієнт повздовжнього згину стержня колони у площині решітки.

Приймемо фактичне значення перерізаючої сили із статичного розрахунку ( в програмному комплексі SCAD).

рис. 32

Решітку розглядаємо як центростиснутий елемент.



Переріз решітки будемо приймати із одиночного кутика.

в межах

Приймаємо уголок 50х3: А = 2,96 см2; imin = 1,00 см

-

перевіряємо прийнятий переріз як центростиснутий стрижень:

Прийнятий переріз не проходить.

- приймаємо наступний переріз: уголок 70х5: А = 6,86 см2; imin=1,39 см

Прийнятий переріз задовольняє умові.

3) Перевіряємо нижню частину колони як єдиний стрижень.

рис. 33

- обчислюємо момент інерції:

радіус інерції:

обчислюємо гнучкість відносно вільної вісі:

М = 2 (табл. 18)

обчислюємо приведену гнучкість (враховуємо податливість перерізу)

, (табл. 7)

де А - площа гілок;

Аd1 - площа двох розкосів;

1 - коефіцієнт, який обчислюються за формулою:

обчислюємо умовну приведену гнучкість

визначаємо відносний ексцентриситет для наружньої гілки:

За табл. 75 приймаємо коефіціент

- визначаємо відносний ексцентриситет для підкранової гілки

Умова виконана.

Розрахунок ферм

рис. 34

Розмір ферми в світу відрізняються від номінального прольоту будівлі. Цей розмір залежить від способу примикання ферми до колони.



рис. 35

Монтажний зазор приймаємо 50 мм.

При конструюванні ферми необхідно враховувати наявність нахилу поясів та будівельного підйому. Будівельний підйом приймаємо 200 мм.

Для ферми прольотом 30 м необхідно задати перевищення для забезпечення нахилу 1,5 %.

Фермы

Сталь:

с расчетным сопротивлением по временному сопротивлению Ru=38735,984 Т/м2

с расчетным сопротивлением по пределу текучести Ry=27522,936 Т/м2

Коэффициент надежности по ответственности ?n = 1

Очертание поясов фермы

L	H	Число панелей нижнего пояса
м	м
18	2,75	3

Раскрепления из плоскости

Узлы верхнего пояса: Все

Узлы нижнего пояса: Только крайние

Сечение верхнего пояса

Профиль: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L90x6

Сечение нижнего пояса

Профиль: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L56x4

Сечение раскосов

Профиль: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L63x5

Сечение стоек

Профиль: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L60x4

Сечение опорных раскосов

Профиль: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L100x6.5

Загружение 1 - постоянное Коэффициент надeжности по нагрузке: 1,05
Равномерно распределенная нагрузка - Т/м Сосредоточенная сила - Т

Загружение 2 - снеговое Коэффициент надeжности по нагрузке: 1
Равномерно распределенная нагрузка - Т/м Сосредоточенная сила - Т

Усилия в элементах

№ эл.	Комбинации	Загружения
	Nmin	Nmax	1	2
	Т	Т	Т
	Элементы верхнего пояса
1	0	0	0	0
2	-19,375	-6,284	-6,284	-13,091
3	-19,375	-6,284	-6,284	-13,091
4	-19,375	-6,284	-6,284	-13,091
5	-19,375	-6,284	-6,284	-13,091
6	-3,708e-016	-3,708e-016	-3,708e-016	0
	Элементы нижнего пояса
7	3,927	12,109	3,927	8,182
8	7,069	21,796	7,069	14,727
9	3,927	12,109	3,927	8,182
	Элементы стоек
14	-4,44	-1,44	-1,44	-3
15	-4,44	-1,44	-1,44	-3
	Элементы раскосов
10	3,197	9,856	3,197	6,66
11	-3,285	-1,066	-1,066	-2,22
12	-3,285	-1,066	-1,066	-2,22
13	3,197	9,856	3,197	6,66
	Элементы опорных раскосов
18	-16,427	-5,328	-5,328	-11,099
19	-16,427	-5,328	-5,328	-11,099
	Элементы опорных стоек
16	-2,22	-0,72	-0,72	-1,5
17	-2,22	-0,72	-0,72	-1,5

Результаты расчета
Проверено по СНиП	Проверка	Коэффициент использования
п.5.1	Прочность верхнего пояса	0,349
п.5.3	Устойчивость верхнего пояса в плоскости фермы	0,772
п.5.3	Устойчивость верхнего пояса из плоскости фермы	0,508
пп. 6.1-6.4,6.16	Гибкость верхнего пояса	0,807
п.5.1	Прочность нижнего пояса	0,952
пп. 6.1-6.4,6.16	Гибкость нижнего пояса	0,868
п.5.1	Прочность стоек	0,09
п.5.3	Устойчивость стоек в плоскости фермы	0,357
п.5.3	Устойчивость стоек из плоскости фермы	0,184
пп. 6.1-6.4,6.16	Гибкость стоек	0,99
п.5.1	Прочность раскосов	0,307
п.5.3	Устойчивость раскосов в плоскости фермы	0,609
п.5.3	Устойчивость раскосов из плоскости фермы	0,472
пп. 6.1-6.4,6.16	Гибкость раскосов	0,968
п.5.1	Прочность опорных раскосов	0,245
п.5.3	Устойчивость опорных раскосов в плоскости фермы	0,778
п.5.3	Устойчивость опорных раскосов из плоскости фермы	0,451
пп. 6.1-6.4,6.16	Гибкость опорных раскосов	0,99

Конструювання ферми

При виконанні креслень на стадії КМД сітку вісей і кутиків конструюємо в різних масштабах.

Сітку вісей виконують в масштабі 1:30; 1:20; поперечний переріз кутиків 1:10; 1:15.

В курсовому проекті ми застосовуємо елементи решітками ферми із парних рівнобоких кутиків, параметри яких визначаємо в програмному комплексі SCAD.

У відповідності до вимог ДБН відстань між елементами решітки повинна бути 6t - 20 мм, де t - товщина фасонки (10 мм), але не більше 80 мм.

Відстань 6t - 20 мм відкладаємо в масштабі сітки.

Визначаємо опорну реакцію ферми:

Визначаємо зусилля, що діють в нижньому лівому вузлі ферми (зусилля беремо із розрахунків в SCAD).

рис. 36

Розрахунок опорного столика

Довжина опорного столика визначається за зварним швом Ш1 + 1 см на непроварку.

Шви Ш1 працюють на зріз від вертикальної опорної реакції ферми

(снігове + постійне).

Необхідна довжина шва становить:

за табл. 38 СНиП, що залежить від товщини елементів.

Товщина опорного столика визначається із умови його роботи на змяття:

,

- довжина змяття,

- визначається за вимогами СНиП для сталі С245,

Необхідна товщина столика:

Приймаємо конструктивно

Необхідна довжина швів:

Довжину столика приймаємо 10 см.

рис. 37

Розрахунок швів Ш2

рис.38

Розглянемо геометричну суму напружень в т. А

Шви Ш2 повинні працювати на зріз від діючого зусилля R:

Визначаємо окремо всі компоненти зрізаючих напружень:

Перевіряємо міцність шва:

- умова не виконується.

Збільшуємо катет шва:

- умова виконується.

Розрахунок болтів при наявності відриву

рис.39

Конструктивно призначаємо болт М20

- розрахунковий опір болта

Умова виконується.

Болти вставляємо в овальні отвори. Размещено на Allbest.ru

...