Определение усилий в ферме

№ п/п	Нагрузка	Усилия в стержнях
Верхний пояс
1-b	3-c	4-b	6-e	7-f
1	0,9	0,7	1	0,9	0,7	1	0,9	0,7	1	0,9	0,7	1	0,9	0,7
1.	Постоянная нагрузка	-3,9	-3,5	-2,7	-407,9	-367,1	-285,5	-407,9	-367,1	-285,5	-510,5	-459,4	-357,3	-510,5	-459,4	-357,3
2.	Снег	-3,6	-3,2	-2,5	-264,0	-237,6	-184,8	-264,0	-237,6	-184,8	-330,0	-297,0	-231,0	-330,0	-297,0	-231,0
3.	Вертикальная крановая нагрузка (тележка крана слева)	4,6	4,1	3,2	3,8	3,4	2,6	3,8	3,4	2,6	3,3	2,9	2,3	3,3	2,9	2,3
4.	То же, тележка справа	5,8	5,2	4,0	4,3	3,9	3,0	4,3	3,9	3,0	3,4	3,1	2,4	3,4	3,1	2,4
5.	Поперечное торможение у левой колонны вправо	2,3	2,1	1,6	2,8	2,5	2,0	2,8	2,5	2,0	3,2	2,8	2,2	3,2	2,8	2,2
6.	То же, у левой колонны влево	-2,3	-2,1	-1,6	-2,8	-2,5	-2,0	-2,8	-2,5	-2,0	-3,2	-2,8	-2,2	-3,2	-2,8	-2,2
7.	То же, у правой колонны вправо	8,7	7,9	6,1	5,9	5,3	4,1	5,9	5,3	4,1	4,9	4,4	3,4	4,9	4,4	3,4
8.	То же, у правой колонные влево	-8,7	-7,9	-6,1	-5,9	-5,3	-4,1	-5,9	-5,3	-4,1	-4,0	-3,6	-2,8	-4,0	-3,6	-2,8
9.	Ветер слева	-30,4	-27,3	-21,3	-15,0	-13,5	-10,5	-15,0	-13,5	-10,5	-4,5	-4,1	-3,2	-4,5	-4,1	-3,2
10.	Ветер справа	28,5	25,6	19,9	13,5	12,1	9,4	13,4	12,1	9,4	3,2	2,9	2,3	3,2	2,9	2,3
Расчетные усилия
Nmax+	1+(4+7)+10*0,9	36,2
Nmax-	1+(3+8)+9*0,9+2*0,7	-37,9	1+2*1	-671,9	1+2*1	-671,9	1+2*1	-840,5	1+2*1	-840,5
№ п/п	Нагрузка	Усилия в стержнях
Нижний пояс
а-2	а-5	а-8
1	0,9	0,7	1	0,9	0,7	1	0,9	0,7
1.	Постоянная нагрузка	235,4	211,8	164,7	473,9	426,5	331,7	475,0	427,5	332,5
2.	Снег	152,0	136,8	106,4	306,0	275,4	214,2	307,0	276,3	214,9
3.	Вертикальная крановая нагрузка (тележка крана слева)	-8,9	-8,0	-6,3	-8,3	-7,5	-5,8	-7,9	-7,1	-5,5
4.	То же, тележка справа	-9,8	-8,8	-6,8	-8,7	-7,8	-6,1	-7,9	-7,1	-5,5
5.	Поперечное торможение у левой колонны вправо	-9,4	-8,4	-6,6	-9,8	-8,8	-6,9	-10,1	-9,1	-7,1
6.	То же, у левой колонны влево	9,4	8,4	6,6	9,8	8,8	6,9	10,1	9,1	7,1
7.	То же, у правой колонны вправо	-13,9	-12,5	-9,7	-11,6	-10,4	-8,1	-10,1	-9,1	-7,0
8.	То же, у правой колонные влево	13,9	12,5	9,7	11,6	10,4	8,1	10,1	9,1	7,0
9.	Ветер слева	17,3	15,6	12,1	4,7	4,2	3,3	-3,9	-3,5	-2,7
10.	Ветер справа	-24,6	-22,1	-17,2	-12,3	-11,0	-8,6	-3,9	-3,5	-2,7
Расчетные усилия
Nmax+
Nmax-	1+2*1	387,4	1+2*1	779,9	1+2*1	782,0

№ п/п	Нагрузка	Усилия в стержнях
Стойка
1	0,9	0,7	1	0,9	0,7
1.	Постоянная нагрузка	-48,4	-43,6	-33,9	-48,1	-43,3	-33,7
2.	Снег	-32,0	-28,8	-22,4	-31,0	-27,9	-21,7
3.	Вертикальная крановая нагрузка (тележка крана слева)	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
4.	То же, тележка справа	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
5.	Поперечное торможение у левой колонны вправо	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
6.	То же, у левой колонны влево	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
7.	То же, у правой колонны вправо	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
8.	То же, у правой колонные влево	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
9.	Ветер слева	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
10.	Ветер справа	0,1	0,1	0,1	0,0	0,0	0,0
Расчетные усилия
Nmax+
Nmax-	1+2*1	-80,4	1+2*1	-79,1

№ п/п	Нагрузка	Усилия в стержнях
Нижний пояс
а-2	а-5	а-8
1	0,9	0,7	1	0,9	0,7	1	0,9	0,7
1.	Постоянная нагрузка	235,4	211,8	164,7	473,9	426,5	331,7	475,0	427,5	332,5
2.	Снег	152,0	136,8	106,4	306,0	275,4	214,2	307,0	276,3	214,9
3.	Вертикальная крановая нагрузка (тележка крана слева)	-8,9	-8,0	-6,3	-8,3	-7,5	-5,8	-7,9	-7,1	-5,5
4.	То же, тележка справа	-9,8	-8,8	-6,8	-8,7	-7,8	-6,1	-7,9	-7,1	-5,5
5.	Поперечное торможение у левой колонны вправо	-9,4	-8,4	-6,6	-9,8	-8,8	-6,9	-10,1	-9,1	-7,1
6.	То же, у левой колонны влево	9,4	8,4	6,6	9,8	8,8	6,9	10,1	9,1	7,1
7.	То же, у правой колонны вправо	-13,9	-12,5	-9,7	-11,6	-10,4	-8,1	-10,1	-9,1	-7,0
8.	То же, у правой колонные влево	13,9	12,5	9,7	11,6	10,4	8,1	10,1	9,1	7,0
9.	Ветер слева	17,3	15,6	12,1	4,7	4,2	3,3	-3,9	-3,5	-2,7
10.	Ветер справа	-24,6	-22,1	-17,2	-12,3	-11,0	-8,6	-3,9	-3,5	-2,7
Расчетные усилия
Nmax+
Nmax-	1+2*1	387,4	1+2*1	779,9	1+2*1	782,0

 

Подбор сечений фермы из уголков

Элементы фермы	Номр стержня	Усилие, кН	Сечение	Площадь, А см2	Длина, см	Радиус инерции, см	Гибкость	Условия гибкости	Типсечения	Коэф. Продольного изгиба	Напряжени, Мпа	Коэф.условия работы	Расчетное сопротивление, Мпа	Соединительная планка
lx	ly	ix	iy	λx	λy	α	[λ]	λmax	φ	σ	ϒс	Ry*ϒc	il	40*il	80*il
Верхний пояс	1-b	21,88	125х10	24,33			3,85	4,98			0,96	122,4	2,7	с	0,769				3,72		-
3-c	-580
4-d	-580
6-e	-738
7-e	-738
Монтажный расчет	-		-	5,03	-	110,44	-		-	-	-	-	-	-	-	-	-
Нижний пояс	а-2		75х50х6	7,25			2,38	-		-	-		8,6	-	-				3,53	-	-
а-5		90х50х9	15,6			2,75			3,7
а-8				-	-
Раскосы		-487	125х8	19,7			3,87	5,46	95,6		0,091		3,3	с	0,516	-247		3,72		-
		63х6	7,28		311,2	1,93	3,14			-		6,9	0,673			1,53	-
	-174					-	175,3	7,6	0,673	-120	0,8	2,3	-	-
			343,2			0,1	175,3	7,6	0,205		0,8	1,93
						0,079	174,1	8,4	0,205		0,8	1,72	77,2
Стойки		-70	60х5	5,83		220,8	1,84	2,76			0,099		5,1	с	0,388	-120,1		1,72	68,8	-
	-70		269,6			-		6,2	0,388	-120,1		1,47	-

 

Расчет и конструирование узлов

Зазор между спаренными уголками фермы принят 10 мм.

 

Расчет рядовых узлов.

Расчет рядовых узлов фермы из уголков приведен в таблице №15.Конст-рукция рядового узла приведена на рис. 20 а). Соединение элементов решетки в узлах рассчитывается на усилия, приведенные в табл. 15. Соединение поясов с фасонками в узлах верхнего пояса рассчитывается на суммарное усилие , а в узлах нижнего пояса – на суммарное усилие , где и – усилия в поясе, приложенные справа () и слева () от рассчитываемого узла фермы (по табл. 13).

Для расчета узлов принята ручная сварка электродами Э42А (табл. Г.1. [1]).

Расчетное сопротивление углового шва и коэффициенты, определяющие глубину провара, составляют

· по металлу шва R_wf=180 Н/мм² (табл. Г.2. [1]), β_f=0,7 (табл. 39 [1])

· по металлу границы сплавления R_wz=0,45R_un=0,45·370=166,5Н/мм² (табл. 4 [1]), β_z=1,0 (табл. 39 [1])

Проверяем правильность выбора марки электрода при ручной сварке (п. 14.1.8. [1])

Расчет сварного соединения с угловыми швами производится (п. 14.1.16 [1])

· по металлу шва при ;

· по металлу границы сплавления при .

В нашем случае расчет производим по металлу шва, так как 0,7·180=126<1·166,5.

 

В соответствии с п. 14.1.7. [1] и табл. 38 [1] катет углового шва принимаем k_f=0,6см. Требуемая суммарная расчетная длина шва определяется по формуле 176[1].

Расчетная длина шва должна быть 4k_f=2,4см<l_w<85 β_fk_f=85·0,7·0,6=35,7см и не менее 4 см. Длины сварных швов округляется до 1 см. В табл. 15 приведены для каждого шва две длины: в числителе расчетная длина, в знаменателе – конструктивная (минимальные, устанавливаемая при конструировании узла).

Коэффициенты распределения длины швов по перу α’’ и обушку α’ уголков приняты:

· для равнополочных уголков α’’=0,3, α’=0,7.

· для неравнополочных уголков, соединенных узкими полками α’’=0,25, α’=0,75.

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции / Минрегион России. - М.: ГУП ЦПП, 2011. – 172 с.

2. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия / Минрегион России. - М.: ГУП ЦПП, 2011. – 92 с.

3. Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий. Компоновка каркаса, статический расчет поперечной рамы / П.А. Пяткин, И.В. Астахов,

В.Ю. Луговцов, СПбГАСУ, 2014. – 95 с.

4. Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий. Проектирование ступенчатой колонны рамы/ П.А. Пяткин, И.В. Астахов,

В.Ю. Луговцов, СПбГАСУ, 2014. – 95 с.

5. Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий. Проектирование ригеля рамы и подкрановых балок/ П.А. Пяткин, И.В. Астахов,

В.Ю. Луговцов, СПбГАСУ, 2014. – 95 с.