Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Определение нагрузок, действующих на фермуСтр 1 из 3Следующая ⇒
Исходные данные Необходимо рассчитать и законструировать стропильную ферму покрытия пролётом 27 м. Шаг ферм 8 м, сечение элементов решетки фермы выполнены из парных уголков, пояса из тавров. Покрытие тёплое. Климатический район по снеговому покрову – IV. Материал фермы – сталь марки 14Г2 (ГОСТ 19282 – 73*), соответствует марке С345 по ГОСТ 27772-88*, соединения стержней в узлах фермы сварные, коэффициент надёжности по назначению зданий . Высота фермы по наружным граням поясов 3150 мм.
Рис. 1. Схема стропильной фермы
Сбор нагрузок на ферму На ферму действуют два вида нагрузок: 1) постоянная от собственного веса конструкций покрытия; 2) временная снеговая, которую можно отнести только к кратковременной с полным нормативным ее значением. Величины расчетных нагрузок на 1 м2 (горизонтальной проекции) площади покрытия от собственного веса конструкции удобно определять в табличной форме. Таблица 1. Определение нагрузок, действующих на ферму
Значения погонных равномерно распределенных расчетных нагрузок от собственного веса конструкций и снега (в кН/м) определяются по формулам: Q КР = q КР × В = 3,81 × 8 = 30,48 кН/м; РСНЕГА = РСН × В = 2,1 × 8 =16,8 кН/м; где В – шаг ферм (В = 8 м); q КР, РСН – расчетные нагрузки действующие на ферму из табл. 1 Общая нагрузка на промежуточные узлы фермы от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле: F1 = (Q КР +P СНЕГА) × d = (30,48 + 16,8) × 2,7 = 127,66 кН; где d – длина панели верхнего пояса (d = 2,7 м)
Общая нагрузка на опорные стойки от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле: F2 = 0,5 × F1 = 0,5 × 127,66 = 63,83 кН Тогда, опорная реакция равна: 0,5 × (2 × F2+9 × F1) =5 × F1 = 0,5 × (2 × 63,83 + 9 × 127,66) =638,3 кН Рис. 2. Схема загружения фермы. Разработка схемы связей. Сквозная плоская система (ферма) легко теряет свою устойчивость из плоскости. Чтобы придать ферме устойчивость, ее необходимо присоединить к какой-либо жесткой конструкции или соединить с другой фермой в результате чего образуется пространственно устойчивый брус. Для обеспечения устойчивости такого бруса (блока) необходимо, чтобы все грани его были геометрически неизменяемы в своей плоскости. Грани блока образуются двумя вертикальными плоскостями спаренных ферм, двумя перпендикулярными им горизонтальными плоскостями связей, расположенными по обоим поясам ферм, и тремя вертикальными плоскостями поперечных связей (две в торцах ферм и одна в коньке). Поскольку этот пространственный брус в поперечном сечении замкнут и достаточно широк, он обладает очень большой жесткостью при кручении и изгибе, поэтому потеря его общей устойчивости в изгибаемых системах невозможна. Рис. 3. Связи, обеспечивающие устойчивость стропильных ферм. 4. Определение усилий в стержнях фермы Значения усилий определяем методом сечений. За расчетную нагрузку фермы принимается расстояние между осями поясов. Уклоном верхнего пояса фермы при i = 0,015 можно пренебречь. cos a = ; sin a = Рис.5. Расчетная схема фермы
Рис. 6. Размеры элементов фермы и усилия в них Таблица 2 Расчетные усилия в элементах фермы
Требуемая площадь сечения
Принимаем профиль 20ШТ1, А = 62 см2, ix =5,13 см, iy = 7,19 см. Гибкость стержня l x = < [ l x ] = 127,8; j х = j min = 0,816 l y = < [ l y ] = 133,2; j y = 0,909 Предельные гибкости ; ; ; . Проверка устойчивости стержня < . Недонапряжение составляет 13%, но при меньшем профиле возникает перенапряжение. Окончательно принимаем профиль 20ШТ1 Требуемая площадь сечения
Принимаем тавр 13БТ1, А = 17,65 см2, ix = 3,78 см, iy = 2,64 см. Гибкость стержня l x = < [ l ] = 400; l y = < [ l ] = 400. Проверка прочности стержня 5-7 < . Условие соблюдается. Подбираем профиль для стержня 5 – 7, 7 - 9 и рассчитываем его на усилие – N = 1367,79 кН. Требуемая площадь сечения
Принимаем тавр 25БТ1, А = 45,9 см2, ix = 7,57 см, iy = 4,22 см. Гибкость стержня l x = < [ l ] = 400; l y = < [ l ] = 400. Проверка прочности стержня 5-7 < . Условие соблюдается. Подбор сечений сжатых раскосов и стоек производим по методике подбора сечений сжатых верхних поясов фермы, растянутых раскосов – по методике подбора сечений растянутых поясов фермы. Подбираем сечение из парных уголков для стержней 5 - 6, 7 – 10 – не опорный раскос (сжатый) с внутренним усилием N = - 127,66 кН Задаемся гибкостью – l = 100, по табл. 72 /1/ j = 0,433. Требуемая площадь сечения
Принимаем ┘└ 70 x6, А = 16,3 см2, ix =2,15 см, iy = 3,25 см. Гибкость стержня l x = < [ l x ] = 156 j x = j min = 0,324 l y = < [ l y ] = 171,6; j y = 0,456 Предельные гибкости ; ; ; . Проверка устойчивости стержня < . Условие соблюдается. Сечение для стойки 9 – 11 принимаем конструктивно, для уменьшения количества типа профилей принимаем ┘└ 70 x6 Стержень 5 - 8. Задаемся гибкостью – l = 100, по табл. 72 /1/ j = 0,433. Требуемая площадь сечения
Принимаем 2└ 125 x 80 x8, А = 32 см2, ix =4 см, iy = 5,98 см. Гибкость стержня l x = < [ l x ] = 157,8 j x = j min = 0,564 l y = < [ l y ] = 166,8; j y = 0,678 Предельные гибкости ; ; ; . Проверка устойчивости стержня < . Условие соблюдается. Стержень 7 – 11. Задаемся гибкостью – l = 100, по табл. 72 /1/ j = 0,433. Требуемая площадь сечения
Принимаем 2└ 90 x 56 x6, А = 23,74 см2, ix =2,88 см, iy = 4,42 см. Гибкость стержня l x = < [ l x ] = 180 j x = j min = 0,336 l y = < [ l y ] = 180; j y = 0,477 Предельные гибкости ; ; ; . Проверка устойчивости стержня < . Условие соблюдается. Стержень 2 - 4 Задаемся гибкостью – l = 100, по табл. 72 /1/ j = 0,433. Требуемая площадь сечения
Принимаем 2└125 x80x10, А = 39,4 см2, ix =3,98 см, iy = 5,98 см. Гибкость стержня l x = < [ l x ] =135 j x = 0,817 l y = < [ l y ] = 126; j y = j min = 0,675 Предельные гибкости ; ; ; . Проверка устойчивости стержня < . Условие соблюдается. Подбираем профиль для стержня 4 - 5 и рассчитываем его на усилие – N =588,45 кН. Требуемая площадь сечения
Принимаем тавр 2└ 75×50×8, А = 18,94 см2, ix = 2,35 см, iy = 3,75 см. Гибкость стержня l x = < [ l ] = 400; l y = < [ l ] = 400. Проверка прочности стержня 4 - 5 < . Условие соблюдается. Подбираем профиль для стержня 7 - 8 и рассчитываем его на усилие – N =252,19 кН. Требуемая площадь сечения
Принимаем тавр 2└ 63×40×6, А = 11,8 см2, ix = 1,99 см, iy = 3,21 см.
Гибкость стержня l x = < [ l ] = 400; l y = < [ l ] = 400. Проверка прочности стержня 7 - 8 < . Условие соблюдается. Что бы уменьшить количество типов профилей для не напряженного раскоса 1 - 3 конструктивно принимаем сечение 2└ 63×40×5. Опорную стойку принимаем конструктивно из сварного симметричного двутавра. Конструктивные особенности, катеты швов указаны в графической части проекта и главе «Конструирование монтажных узлов» данной пояснительной записки. Результаты расчета стержней фермы приведены в табл.3
6. Расчет сварных швов. Для присоединения стержней применяем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа сварочной проволокой СВ-10НМА d = 2 мм по ГОСТ 2246-70*. Коэффициенты и расчетные сопротивления, принимаемые при расчете по металлу шва: b f = 0,9; g wf = 1; R wf = 240 МПа b f g wf R wf = 0,9 × 1 × 240 = 216 МПа, где: #G0 - расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва, принимается по табл. 56*/1/; #G0 - коэффициенты для расчета углового шва по металлу шва, принимается по табл. 34*/1/; Опорный узел Принимаем толщину фасонки 12 мм. Опорный лист принимаем толщиной 10 мм, ширина 160, длина 180. Ширина фасонки 100мм, длина 260мм Катет швов прикрепляющих фланец к стойке принимаем 7мм, сварной шов по всей длине фланца Содержание
1. Исходные данные………………………………………..……………...4 2. Сбор нагрузок на ферму……………..………………..………………4 3. Разработка схемы связей……………………………..……………...6 4. Определение усилий в стержнях фермы………….………..……..7 5. Подбор сечений стержней фермы…………………..…………….11 6. Расчет сварных швов.……………..…….…………………………..21 7. Конструкция монтажных узлов…………………………………….24 8. Список использованной литературы……………………………..27 8. Список использованной литературы 1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. -М.: Стройиздат, 2001.- 96 с. 2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1986.- 35 с. 3. Металлические конструкции / под общей редакцией Е. И. Беленя /. Издание 6-е, переработанное и дополненное. -М.: Стройиздат, 1985.- 560 с. 5. Мандриков А. П. Примеры расчета металлических конструкций.-М.: Стройиздат, 1991.- 429 с. Министерство образования РФ Тульский государственный университет.
Кафедра ССМиК Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине: «Металлические конструкции» на тему «Стропильная ферма промздания» Выполнил: студент гр.321291 Чепелюк И.Л. Проверил: доцент Иванов А.А. Тула, 2002 Исходные данные Необходимо рассчитать и законструировать стропильную ферму покрытия пролётом 27 м. Шаг ферм 8 м, сечение элементов решетки фермы выполнены из парных уголков, пояса из тавров. Покрытие тёплое. Климатический район по снеговому покрову – IV. Материал фермы – сталь марки 14Г2 (ГОСТ 19282 – 73*), соответствует марке С345 по ГОСТ 27772-88*, соединения стержней в узлах фермы сварные, коэффициент надёжности по назначению зданий . Высота фермы по наружным граням поясов 3150 мм.
Рис. 1. Схема стропильной фермы
Сбор нагрузок на ферму На ферму действуют два вида нагрузок: 1) постоянная от собственного веса конструкций покрытия; 2) временная снеговая, которую можно отнести только к кратковременной с полным нормативным ее значением. Величины расчетных нагрузок на 1 м2 (горизонтальной проекции) площади покрытия от собственного веса конструкции удобно определять в табличной форме. Таблица 1. Определение нагрузок, действующих на ферму
Значения погонных равномерно распределенных расчетных нагрузок от собственного веса конструкций и снега (в кН/м) определяются по формулам: Q КР = q КР × В = 3,81 × 8 = 30,48 кН/м; РСНЕГА = РСН × В = 2,1 × 8 =16,8 кН/м; где В – шаг ферм (В = 8 м); q КР, РСН – расчетные нагрузки действующие на ферму из табл. 1 Общая нагрузка на промежуточные узлы фермы от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле: F1 = (Q КР +P СНЕГА) × d = (30,48 + 16,8) × 2,7 = 127,66 кН; где d – длина панели верхнего пояса (d = 2,7 м) Общая нагрузка на опорные стойки от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле: F2 = 0,5 × F1 = 0,5 × 127,66 = 63,83 кН Тогда, опорная реакция равна: 0,5 × (2 × F2+9 × F1) =5 × F1 = 0,5 × (2 × 63,83 + 9 × 127,66) =638,3 кН Рис. 2. Схема загружения фермы.
Разработка схемы связей. Сквозная плоская система (ферма) легко теряет свою устойчивость из плоскости. Чтобы придать ферме устойчивость, ее необходимо присоединить к какой-либо жесткой конструкции или соединить с другой фермой в результате чего образуется пространственно устойчивый брус. Для обеспечения устойчивости такого бруса (блока) необходимо, чтобы все грани его были геометрически неизменяемы в своей плоскости. Грани блока образуются двумя вертикальными плоскостями спаренных ферм, двумя перпендикулярными им горизонтальными плоскостями связей, расположенными по обоим поясам ферм, и тремя вертикальными плоскостями поперечных связей (две в торцах ферм и одна в коньке). Поскольку этот пространственный брус в поперечном сечении замкнут и достаточно широк, он обладает очень большой жесткостью при кручении и изгибе, поэтому потеря его общей устойчивости в изгибаемых системах невозможна. Рис. 3. Связи, обеспечивающие устойчивость стропильных ферм. 4. Определение усилий в стержнях фермы Значения усилий определяем методом сечений. За расчетную нагрузку фермы принимается расстояние между осями поясов. Уклоном верхнего пояса фермы при i = 0,015 можно пренебречь. cos a = ; sin a = Рис.5. Расчетная схема фермы
Рис. 6. Размеры элементов фермы и усилия в них Таблица 2 Расчетные усилия в элементах фермы
|