Подбор сечений элементов фермы. После получения РСУ в элементах рамы, требуется проверочный расчет стержней фермы и окончательно определить сечения её элементов

После получения РСУ в элементах рамы, требуется проверочный расчет стержней фермы и окончательно определить сечения её элементов. Проверочный расчет сведен в таблицу.

По расчетной температуры воздуха подбираем сталь. Элементы фермы относятся ко 2-ой группе конструкций (Приложение В[1]). Здание отапливаемое. Сталь выбираем по таблице В.1 [1]. Принимаем сталь С245, R_y =240 МПа. Проверка сечений производится по гибкости, прочности и устойчивости. При этом сечения элементов фермы принимаются не менее, принимаемых исходя из конструктива. Для поясов это пара уголков 63х5, для решетки – 50х5.

Расчетные длины элементов берется в соответствии с табл. 24[1]. Предельные гибкости растянутых элементов принимаются по табл. 33[1], сжатых элементов – по табл. 32[1].

Расчет на прочность проводится по пункту 7.1.1[1]:

где γ_с – коэффициент надежности по ответственности.

Расчет на устойчивость проводится по пункту 7.1.3[1]:

где φ – коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого при :

Значение коэффициента δ следует вычислять по формуле:

где - условная гибкость стержня

α и β – коэффициенты, определяемые по табл. 7[1] в зависимости от типов сечений.

Таблица. Подбор сечений для фермы

 

Наименование элемента	№ КЭ	N, кН	Сечение	A, см2	Расчетные длины	Моменты инерции	Радиусы инерции, см	Гибкости	λmax	[λ]	Проверка N/(A∙Ry∙Υc)≤1	%
lx	ly	Ix	Iy	ix	iy	λx	λy
Верхний пояс	15,41	140,8	2 ∟63x5	12,26			46,2		1,94	2,96	141,66	194,00	194,00	400,00	0,499326193	50,07
-24,4	2 ∟63x5	12,26			46,2		1,94	2,96	141,66	194,00	194,00	152,35	0,460828167	53,92
13,14,39,40	-591,4	2 ∟140х8	54,66					4,33	6,12	69,31	98,12	98,12	124,98	0,917010064	8,30
11,12,37,38	-995,8	2 ∟160х12	74,78					4,94	6,95	60,71	86,31	86,31	120,42	0,992981833	0,70
10,36	-1129,4	2 ∟180х12	84,38					5,59	7,76	53,71	77,29	77,29	125,33	0,91116545	8,88
Нижний пояс	8,35	290,3	2 ∟63x6	14,56			54,1		1,93	2,99	311,21	200,95	311,2	400,00	0,866877688	13,31
-25,9	2 ∟63x6	14,56			54,1		1,93	2,99	311,21	200,95	311,2	122,02	0,966372876	3,36
7,34	793,3	2 ∟120х8	37,6					3,72	5,28	161,50	113,65	161,5	400,00	0,917321924	8,27
6,33	1049,3	2 ∟140х9	49,44					4,34	6,10	138,27	98,43	138,3	400,00	0,922769804	7,72
Опорные раскосы	16,42	-542,4	2 ∟125х8	39,38					3,87	5,46	56,89	80,55	80,55	121,91	0,968239121	3,18
Рядовые раскосы	17,43	437,2	2 ∟90х6	21,22					2,78	4,04	124,03	106,74	124,03	400,00	0,895791501	10,42
18,44	-345,1	2 ∟100х12	45,6					3,03	4,56	116,00	96,28	116,00	151,09	0,981819057	1,82
	57,1	2 ∟50х5	9,6			22,4	57,8	1,53	2,45	225,72	175,67	225,72	400,00	0,258605072	74,14
-64,5	2 ∟80х10	30,28					2,35	3,69	146,82	116,70	146,82	156,67	0,388913032	61,11
19,45	242,8	2 ∟60х5	11,66			39,6		1,84	2,84	187,15	151,81	187,15	400,00	0,90536207	9,46
20,46	-149,2	2 ∟90х12	40,66					2,71	4,17	129,51	105,20	129,51	146,72	0,554591	44,54
	121,2	2 ∟50х5	9,6			22,4	57,8	1,53	2,45	225,72	175,65	225,72	400,00	0,548913043	45,11
Стойки	22,23,49,48	-69,5	2 ∟60х5	11,66			39,6		1,84	2,84	136,74	110,94	136,74	121,44	0,975972602	2,40
	-24,3	2 ∟63х5	12,26			46,2		1,94	2,97	129,81	106,13	129,81	161,96	0,300584898	69,94

Конструктивный расчет колонны

Конструирование и расчет стержня колонны

Исходные данные

Требуется подобрать сечение для верхней сплошной части колонны и для нижней сквозной части. Материал для колонны, в соответствии с табл. При расчетной температуре воздуха -39⁰C для конструкций 3-ей группы будет сталь С235 по ГОСТ с R_y = 230 МПа, R_s = 0,58 R_y = 133,4 МПа при толщине листа фасона 2…20 мм, модуль упругости Е = 20600 . Коэффициент условий работы γ_с = 1,05 для колонн одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами.

Расчетные длины колонны

Расчетные длины колонны определяем в соответствии с приложением И [2] учитывая, что в нашем случае верхний конец колонны закреплен только от поворота.

Расчетные длины в плоскости рамы будут определяться:

- для нижней части колонны

l_efx1 = μ₁ Н₁ = 1,37 9,9 = 13,56 м,

l_efx2 = μ₂ Н₂ = 3 5,1 = 15,3 м,

- для верхней части колонны

l_efy1 = Н₁ = 9,9 м,

l_efy2 = Н₂ – h_св = 3,6 м,

где: μ₁ = 1,37 – коэффициент расчетной длины для нижней части колонны, который определяется по таблице И4[2] в зависимости от α₁ и n, где

α₁ = = = 0,24,

где l₁ = H₁ = 990 см, l₂ = H₂ = 510 см, I₁ = 55820,62 см⁴, I₂ = 66492,24 см⁴,

β = = = 3,86 (F₁ и F₂ – продольные силы, приложенные к верху нижнего и верхнего участка колонн с моментами инерции I₁ и I₂ и длинами l₁ и l₂ соответственно),

n = = =2,3;

μ₂ = = = 5,7> 3, поэтому принимаем μ₂ = 3 – коэффициент расчетной длины для верхней части колонны;

Н₁ = 9900 мм, Н₂ = 5100 мм, h_св – высота подкрановой балки.