Розрахунок та конструювання ферми. Підбір перерізів стержнів ферми. Розрахунок зварних швів

4. Розрахунок та конструювання ферми.

4.1.  Підбір перерізів стержнів ферми.

Підбір перерізу стержнів ферми виконують по максимальним зусиллям, приймають сталь С235, R_у=23 кН/см². Зусилля беремо з таблиці РСУ.

1) Знаходимо переріз нижнього поясу ферми. Нижній пояс розтягнутий , переріз підбираємо з умови розтягу (9 стержень).

σ=   R_у*γ_с

А_потр.=N₉ / R_у*γ_с =1762,907 / 23*1=76,65 см²

З сортаменту приймаємо: 2∟180х11 (2А=77,6 см²)

2) Знаходимо переріз верхнього поясу ферми. Верхній пояс стиснутий, переріз підбираємо з умови стійкості (18 стержень).

σ=   R_у*γ_с

А_потр.=N₁₈ / R_у*γ_с*φ

Задаємося гнучкістю λ=100, φ=0,542 – СниП табл.72;

А_потр.=1855,249 / 23*1*0,542=148,83 см²

З сортаменту приймаємо: 2∟250х16 (2А=156,8 см²)

і_х=7,76 см

Знаходимо розрахункову довжину стержня: l_еf = 3,01 м;

Знаходимо гнучкість:

λ_х = l_еf / і_х=3,01 / 7,76=38,79  100 – умова виконується.

З СниП φ₁=0,894

Перевіряємо стійкість стержня в площині вісі «Х»:

σ_х=  =  = 13,24 кН/см²  23 кН/см² – умова стійкості виконується.

Перевіряємо стійкість стержня в площині вісі «У»:

λ_у = l_еf / і_у

і_у=0,215 b¹=0,215*52=11,18 см

b¹=2 b + t_ф=2*25 + 2=52 см

t_ф – товщина фасонки, приймаємо в залежності віл зусилля, яке виникає в стержні.

Знаходимо гнучкість:

λ_у =301 / 11,18=26,92  100 - умова виконується.

З СниП φ₂=0,946

σ_у=  =  = 12,5 кН/см²  23 кН/см² – умова стійкості виконується.

3) Знаходимо переріз стійки ферми. Стійка стиснута, переріз підбираємо з умови стійкості (27 стержень).

σ=   R_у*γ_с

А_потр.=N₁₈ / R_у*γ_с*φ

Задаємося гнучкістю λ=100, φ=0,542 – СниП табл.72;

А_потр.=194,19 / 23*1*0,542=15,58 см²

З сортаменту приймаємо: 2∟75х6 (2А=17,56 см²)

і_х=2,3 см

Знаходимо розрахункову довжину стержня: l_еf = 4,15 м;

Знаходимо гнучкість:

λ_х = l_еf / і_х=415 / 2,3=180,44 100 - умова не виконується.

З сортаменту приймаємо: 2∟140х9 (2А=49,4 см²)

і_х=4,34 см

λ_х = l_еf / і_х=415 / 4,34=95,62 100 - умова виконується.

З СниП φ₁=0,577

Перевіряємо стійкість стержня в площині вісі «Х»:

σ_х=  =  = 6,81 кН/см²  23 кН/см² – умова стійкості виконується.

Перевіряємо стійкість стержня в площині вісі «У»:

λ_у = l_еf / і_у

і_у=0,215 b¹=0,215*30=6,45 см

b¹=2 b + t_ф=2*14 + 2=30 см

Знаходимо гнучкість:

λ_у =415 / 6,45=64,34  100 - умова виконується.

З СниП φ₂=0,779

σ_у=  =  = 5,05 кН/см²  23 кН/см² – умова стійкості виконується.

4) Знаходимо переріз восходящого розкіса ферми. Восходящий розкіс стиснутий, переріз підбираємо з умови стійкості (32 стержень).

σ=   R_у*γ_с

А_потр.=N₃₂ / R_у*γ_с*φ

Задаємося гнучкістю λ=100, φ=0,542 – СниП табл.72;

А_потр.=1430,049 / 23*1*0,542=114,72 см²

З сортаменту приймаємо: 2∟220х14 (2А=120,8 см²)

і_х=6,83 см

Знаходимо розрахункову довжину стержня: l_еf = 4,54 м;

Знаходимо гнучкість:

λ_х = l_еf / і_х=454 / 6,83=66,47  100 – умова виконується.

З СниП φ₁=0,766

Перевіряємо стійкість стержня в площині вісі «Х»:

σ_х=  =  = 15,46 кН/см²  23 кН/см² – умова стійкості виконується.

Перевіряємо стійкість стержня в площині вісі «У»:

λ_у = l_еf / і_у

і_у=0,215 b¹=0,215*46=9,89 см

b¹=2 b + t_ф=2*22 + 2=46 см

Знаходимо гнучкість:

λ_у =454 / 9,89=45,9  100 - умова виконується.

З СниП φ₂=0,872

σ_у=  =  = 13,58 кН/см²  23 кН/см² – умова стійкості виконується.

5) Знаходимо переріз нисходящого розкосу ферми. Нисходящий розкіс розтягнутий , переріз підбираємо з умови розтягу (33 стержень).

σ=   R_у*γ_с

А_потр.=N₃₃ / R_у*γ_с =1004,943 / 23*1=43,69 см²

З сортаменту приймаємо: 2∟140х9 (2А=49,4 см²)

4.2.  Розрахунок зварних швів.

Зусилля на зварні шви розподіляється таким чином: 1) на обушок 0,7 N;

 2) на перо 0,3 N.

1) Розраховуємо довжину швів для 9 стержня:

l_w^об. = + 2t =  + 2= 84 см

l_w^п. = + 2t = + 2= 37 см

 – довжина шву;

 – катет шва (5-6 мм);

 - якість шву, коефіціент глибини проплаву (=0,7 – табл.34* СНиП);

R_wf – розрахунковий опір кутових швів зрізу по металу шва;

R_wf =18 кН/см² – табл.56 СНиП;

 – коефіціент умов роботи.

2) Розраховуємо довжину швів для 18 стержня:

l_w^об. = + 2t =  + 2= 88 см

l_w^п. = + 2t = + 2= 39 см

3) Розраховуємо довжину швів для 27 стержня:

l_w^об. = + 2t =  + 2= 11 см

l_w^п. = + 2t = + 2= 6 см

4) Розраховуємо довжину швів для 32 стержня:

l_w^об. = + 2t =  + 2= 68 см

l_w^п. = + 2t = + 2= 30 см

5) Розраховуємо довжину швів для 33 стержня:

l_w^об. = + 2t =  + 2= 49 см

l_w^п. = + 2t = + 2= 22 см