Назначение и описание сварных конструкций.

Указать назначение и описание сварных конструкций (стропильные фермы), классификация ферм, виды и основные элементы и узлы.

Ферма – решётчатая конструкция, которая работает на изгиб и состоит из отдельных прямолинейных стержней, связанных в узлах в геометрически неизменяемую систему. Благодаря узловой передаче нагрузке стержни фермы работают только на растяжение или изгиб.

  2. Определение геометрических размеров фермы

Необходимо определить размеры всех элементов фермы, используя математические вычисления.

 

  3. Определение нагрузок на узлы фермы.

  Для определения нагрузки на узлы фермы условно прилагаем их к узлам верхнего пояса. Для распределение нагрузок (вес кровли, собственный вес металлоконструкций, снег) задаваемых на 1 м², определяем площадь, поддерживаемую данным узлом верхнего пояса и считаем нагрузку на эту площадь последовательно.

  В данном курсовом проекте принимаем границы грузовой площади на 1 узел равными размеру железобетонной плите, однако на крайние узлы ферм нагрузка будет равна половине промежуточной.

   При покрытии плитами необходимо дополнительно, кроме веса несущей плиты, учитывать удельный вес гидроизолирующего ковра асфальтовой стяжки.

      Нагрузки разделяют на постоянные и временные.

     К постоянным нагрузкам относится: вес железобетонной плиты, кровли (пенобетон, асфальтовая стяжка, гидроизоляционный ковер), собственный вес фермы.

     К временным нагрузкам относится: действие снеговой нагрузки, в зависимости от снегового района.

4. Определение опорных реакций

   Величину опорных реакций определяем от постоянных и временных нагрузок.

4.1. От постоянных нагрузок.

Постоянная нагрузка прилагается ко всем узлам верхнего пояса по всей длине фермы.

Составляем уравнения моментов относительно точек А и В и приравниваем их к нулю (∑ М_А = 0; ∑ М_В = 0). Из этих уравнений находим величину реакций опор R_А; R_В.

Проверка: ∑ Р_п = R_А + R _В

                 ∑ F _у = 0

4.1. От временных нагрузок.

Снег прикладывается только слева.

Составляем уравнения моментов относительно точек А и В и приравниваем их к нулю (∑ М_А = 0; ∑ М_В = 0). Из этих уравнений находим величину реакций опор R_{А вр}; R_{В вр}.

Проверка: ∑ Р_вр = R_{А вр} + R _{В вр}

               ∑ F _у = 0

Определение усилий в стержнях фермы (построение диаграммы Максвелла – Кремоны).

 

Правила построения:

1. Определение нагрузок действующих на узлы фермы;

2. Определение опорных реакций;

3. В масштабе 1: 50; 1: 75; 1: 100 вычертить схему фермы;

4. Выбрать силовой масштаб: в единице длины – вес;

5. Разбить внешние поля, обходя ферму по часовой стрелке и обозначить буквами русского алфавита кроме букв Ё; Й; З, внешнее поле это расстояние между внешними силами и опорными реакциями; разбить внутреннее поле и обозначить цифрами слева направо, внутреннее поле – это треугольник между стержнями;

6. Строим силовой многоугольник внешних сил, обходя ферму по часовой стрелке, лучше с опорных реакций;

7. Построение диаграммы начинаем с узла, где сходятся два стержня, каждый узел обходим по часовой стрелке и каждый раз выбираем узел, в котором сходятся не более двух неизвестных стержней;

8. Для определения величины усилий в стержнях фермы, соответствующих стержню на диаграмме измеряется в том же масштабе, в котором строился многоугольник внешних сил.

Для определения знака усилия в любом стержне необходимо встать в узел и обходя его по часовой стрелке наблюдать направление усилия, если к узлу, то стержень сжат и знак «минус», если от узла, то стержень растянут и знак «плюс».

По диаграмме определяем нагрузку в стержнях фермы, результат заносим в таблицу.

Заполнение таблицы.

  графа 1: Верхний пояс, нижний пояс, стойки, раскосы;

  графа 2:       В – 1; 

                       Г – 3;

                       Д – 4;

                       и т. д.

     графа 3: с диаграммы постоянных нагрузок;

графа 4: с диаграммы от снега слева;

графа 5: зеркальное отражение графы 4;

графа 6: графа 4 + графа 5;

графа 7: графа 3 + графа 4

                     графа 3 + графа 5          выбрать максимальное по абсолютной

                     графа 3 + графа 6            величине.

                                                            Если из трёх значений наибольшим

                                                               окажется положительное число, и при

                                                               этом меньше отрицательное число то

                                                  в графу 7 заносят оба усилия.

графа 8: геометрическая длина стержней (из 2-го раздела)