Определение сечения верхнего пояса

Стрела подъема одного сегмента:

Нагрузка на сегмент АБ:

q_АБ = (q_р^кр + q_р^ф + S)× В× cos27° = (48,26+ 24,45+518)× 4× 0,89 = 2102,89 кгс/м².

Нагрузка на сегмент БВ:

q_БВ = (q_р^кр + q_р^ф + S)× В× cos8,5° = (48,26+ 24,45+518)× 4× 0,99 = 2339,21 кгс/м².

Моменты в сегменте АБ:

М_АБ ^f = O₁ × f = -49436,55× 0,1641 = -8112,54 кгс/м.

Расчётный изгибающий момент сечения АБ:

М_АБ = М_АБ ^q - М_АБ ^f = 1096,18+8112,54= 9208,72кгс×м

 

Моменты в сегменте БВ:

М_БВ ^f = O₂ × f = - 38809,76× 0,1641 = -6386,68кгс×м

Расчетный момент для сечения БВ:

М_БВ = М_БВ ^q - М_БВ ^f = 1219,31+ 6386,68=7605,99кгс×м

Задаемся в первом приближении сечением b x h_в = 120 x 330 мм. В этом случае:

Площадь сечения: F_нт = b × h_в = 12× 33 = 396 (см²).

Момент сопротивления сечения: W = b × h_в / 6 = 12 × 33² / 6 = 2178 (см³).

Радиус инерции сечения: i = 0,289 × 33 = 9,54 (см).

Длина одного сегмента: l₀ = 582,5 (см).

Приведенная гибкость: l = l₀ / i = 582,5 / 9,54 = 61,06

Проверим принятое сечение по нормальным напряжениям:

где m_б=1,15 – коэффициент к W_расч по табл. 18 СНиП [ ]

кгс/cм² < R_c = 130 кгс/cм²

 

 

Напряжения в сегментах не превышают допустимых значений, то пересчет не производим и принимаем сечения обоих сегментов 120 x 330 мм

Определение сечения нижнего пояса

Требуемая площадь сечения стального пояса:

при m =1 и R=2100 кгс/см².

По ГОСТ 851086 принимаем 2 равнополочных уголка 80х8 общей площадью: F_уг = 24,6см²

Геометрические характеристики сечения:

- Радиусы инерции сечения Х, Y: i_x = 2,44 см; i_y = 2,44 см

- Момент инерции сечения: I =73,36см⁴

- Расстояние до центра тяжести: z₀ = 2,27см

- Момент сопротивления сечения: W = I / z₀ = 73,36/2,27= 32,27см³

- Линейная плотность: g_m = 9,65 кг/м

- Приведенная гибкость: l = L / (3 × i) = 1560 / (3 ×2,44) = 213 < 400

- Момент в сечении: М_нп = 2×g_m×L²/(9×L_ДД’ ) = 2×0,965×1560² /(9×520) = 1003,6 кгс×см

- Напряжение в нижнем поясе:

s­_нп = U₂ / F_уг + М_нп / W = -49048,81/24,6+ 1003,6/32,27= 1962,74 кгс/cм² <R_y = 2400 кгс/cм²

Так как нижний пояс выполнен из двух уголков, то для обеспечения их совместной работы как единого целого необходима установка соединительных планок. Для растянутых элементов, как нижний пояс, эти планки устанавливаются на расстоянии 80∙i_x =80∙ 2,44 =195,2 см и не мене 2х планок на стержень. Следовательно на каждый из участков АД, ДД’, и Д’Ф’ устанавливаем по 2 планки.

Определение сечения раскосов

Сечение определяем по раскосу ДВ длиной l_ДВ = 413 см, т.к в нем наибольшее сжимающее усилие.

Принимаем приведенную гибкость: l = 150

Требуемая высота сечения: h_тр = l_ДВ / (0.289 × l) = 413 / (0.289 × 150) = 9,53 см

Принимаем фактическую высоту сечения: h =10см

Напряжение в раскосе ДВ:

j = 3000 × 0.289 × h² / l_ДВ ² = 3000 × (0.289 ×10)² / 413² = 0,15

s_ДВ =332 кгс/см² > R_c = 130 кгс/cм² => необходимо увеличить площадь поперечного сечения раскоса.

Примем высоту сечения h =14см

j = 3000 × 0.289 × h² / l_ДВ ² = 3000 × (0.289 ×14)² / 413² = 0,29

< R_c = 130 кгс/cм²

 

 

Все полученные в ходе расчета данные сводятся в таблицу 3.3.

Таблица сечений элементов фермы.

Таблица 3.3

 

Верхний пояс	Нижний пояс	Раскосы
b x h= =120 x330 мм n = 9 досок	2 уголка 80х8	b x h= =120 x99 мм n = 3 досок толщиной 33 мм

 

Конструирование узлов фермы

Опорный узел

Опорный узел представляет собой металлический башмак, обеспечивающий передачу сжимающих усилий, возникающих в верхнем поясе фермы, на колонну. Сначала рассчитываем верхнюю наклонную плиту опирания.

Расчетные усилия:О₁ =-49436,55 кгс; U₁ = +39936,99 кгс; R_A = +19426,88кгс

Площадь смятия:

Длина площадки опирания:

принимаем l_п = 32 см

Размеры расчетной площадки упорной плиты: b х а = 120 х 60 мм

при отношении b / l_п = 12 / 6 = 2 коэффициент a₁ = 0.1

Напряжение в площадке:

Момент в площадке: М = a₁ × s_п × а² = 0.1× 128,74× 6² = 463,46кгс× см

Толщина плиты опирания: d_п = = 1,16 принимаем

d_п = 1.2 см

Принимаем длину прикрепляющих ребер l_пр = 80 мм из стальной полосы толщиной d_пр = 10мм

Момент в плите опирания:

Расстояние от центра тяжести площадки опирания до центра тяжести прикрепляющих ребер:

Момент инерции сечения плиты опирания с прикрепляющими ребрами:

Максимальный момент в конструкции плиты опирания:

< R_y = 2400 кгс/см²

Боковые накладки башмака принимаем конструктивно d_бн = 10 мм. Катеты сварных конструктивных швов принимаем 6 и 8 мм.

Расчет нижней горизонтальной плиты опирания. Принимаем размеры плиты опирания из конструктивных соображений (для размещения соединительных болтов) l_нп х b_нп = 250 х 300.

 

Рис.3.4. Опорный узел

дощатокленной фермы:

1 – опорный брус;

2- верхний пояс фермы;

3 – нижний пояс

фермы 2L 90x8;

4 – опорная плита;

5 – опорный узел;

6 – болты d=16мм;

7 – болты d=20мм.

 

 

Напряжение в плите: <R_см90 = 30 кгс/см²

Момент на консолях плиты:

Момент на опертом участке:

По наибольшему моменту принимаем толщину плиты:

d_бн = = 1,6 см принимаем d_бн = 1,8 см

Длина швов сварки боковых накладок с плитой:

»40 см - из условия по металлу границы сплавления.