Конструирование и расчет каркаса одноэтажного промышленного здания, страница 3

Наименование стержня	Обозначение стержня	Расчетное усилие, кН	Сечение	Площадь, см2	Расчетная длина, см		Радиус инерции, см		Гибкость		jmin	gc	Напряжение, МПа	Ry, МПа
					lef,y	lef,x	iy	ix	ly	lx
Верхний пояс	2 3 4	-1148,8 -1148,8 -1531,733	ТК. 200*200*12	94,2	300	600	8	8	37,5	75	0,72	1,05	215,8	240
Нижний пояс	9 10	670,133 1436,0	180*180*9	60,94	600	600 1200	7,2	7,2	41,67	166,6	-	1,05	224,4	240
Раскосы	13 14* 15* 16*	-837,667	125*125*10	48,44	353	353	5	5	70,6	70,6	0,754	1,05	218,5	240
		598,333 -359,0	100*100*7	27,5	282	317	4	4	70,06	79,25	- 0,686 -	1,05	207,2 190,3 41,1	240 240 240
		119,667
					168	149
Стойки	22*	-143,6							42	37,5	0,89	1	58,79	240

   *  - сечение, принятое в целях унификации.

3.3 Расчёт опорного узла фермы.

3.3.1Определение площади торца опорного фланца.

Площадь торца опорного фланца определяется из условий смятая:

A=F_R/R_p

где R_p –расчётное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки).

F_R = 502,6кН   R_p =R_yn/g_m,    g_m=1.025.   R_yn=370мПа  R_p =336 мПа,

A=502,6/336∙10³=0,00149м²=14,9см²

b_o.f=220мм – из условий крепления поясов фермы.

h_o.f=14,9/22=0.677см.    конструктивно примем h_o.f=20мм.

3.3.2. Расчёт сварных швов опорного узла.

N₂=502,6кН

L_Ш2=4∙В=4∙18=72см

Применим электроды Э46А

R_wf=200МПа

R_wz=0.45∙R_un=0.45∙370=166.5МПа.

g_wf,g_wz,=1

β_f=0.7, β_z=1

s_wf=200∙0.7∙1=140МПа

s_wz=166.5∙1∙1=166.5МПа

расчет ведём по s_wf=14МПа

Примем κ_f=8мм

s=502,6/0,85∙0,008∙0,72=102,65МПа>140МПа

В опорный узел конструктивно вводим для предотвращения концентрации напряжений.

4.Нагрузки на колонну.

4.1 Крановая нагрузка

 Расчетное вертикальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяем с помощью линии влияния.

Д_max=g_f×y×(åF^н_max×y_i),

где g_f=1,1 – коэффициент надежности;

       y=0,85;

       F^н_max=150кН;

       y_i – ординаты линии влияния.

Д_max=1,1×0,85×150×(0,5312+0,8964+1+0,6348)=429,5кН.

Д_min=g_f×y×(åF^н_min×y_i),

где g_f=1,1 – коэффициент надежности;

       y=0,85;

       F^н_min=(Q+G_кр)/n₀ - F^н_max,

       Q=160кН, G_кр=37+217=254кН, n₀=4, тогда F^н_min=(160+254)/2 – 150=57кН;

       y_i – ординаты линии влияния.

Д_min=1,1×0,85×57×(0,5312+0,8964+1+0,6348)=163,2кН.

    Горизонтальное давление на колонну.

Т=g_f×y×0,05∙(åТ_кi×y_i),

где g_f=1,1 – коэффициент надежности;

       y=0,85;

       Т_кi=Т^н ₀/n₀,

       Т^н ₀=(Q+G_т), Q=160кН, G_т=37кН, тогда Т₀=(160+37)=кН, тогда Т_кi=197/2=98,5кН;

       y_i – ординаты линии влияния.

Т=1,1×0,85×0,05∙98,5×(0,5312+0,8964+1+0,6348)=14,17кН.

4.2Ветровая нагрузка.

   Ветровая расчетная погонная нагрузка.

w_экв=g_f×g₀×К_экв×с×В,

где g_f=1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

       g₀=0,38кН/м² – нормативное значение ветровой нагрузки;

       К_экв=1,054, при высоте здания 16,45 м и типе местности А;

       с=0,8 – коэффициент для вертикальных стен;

       В=12м – шаг поперечных рам.

w_экв=1,4×0,38×1,054×0,8×12=5,28кН/м

    Пассивное давление ветра (отсос).

w₀=g_f×g₀×К_экв×с×В,

где g_f=1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

       g₀=0,38кН/м² – нормативное значение ветровой нагрузки;

       К_экв=1,054, при H=16,45м и типа местности А;

       с=0,6 – коэффициент для вертикальных стен;

       В=12м – шаг поперечных рам.

w_экв=1,4×0,38×1,054×0,6×12=4,02кН/м

    Сосредоточенная ветровая нагрузка на ригель.

W=g_f×g₀×с×В×А_abcd,

где g_f=1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

       g₀=0,38кН/м² – нормативное значение ветровой нагрузки;

       с=0,8 – коэффициент для вертикальных стен;

       В=12м – шаг поперечных рам;

       A_abcd= ((1,08+1,161)/2)∙3,25=3,64м ²

– площадь трапеции эпюры ветрового давления на ферму и парапет, высота 3,25м

W=1,4×0,38×0,8×12∙3,64=18,359кН/м².

Сосредоточенная пассивная сила:

W=1,4×0,38×0,6×12∙3,64=13,769кН/м².

5. Расчет колонн.

5.1. Расчетные длины участков ступенчатой колонны.

    Для верхней части.

l_ef=m×l,

для нижней части.

l_ef,к1=m₁×l₁,

где l – геометрическая длина колонны;

      m - коэффициент для колонн с верхним свободным концом, определяемый по в зависимости от a₁ и h.

a₁=l₂/l₁×√I₁/I₂×b,

где I₁/I₂ – отношение моментов инерции;

b=F₁+F₂/F₂,

где F₁+F₂=N₂= -1056,2060кН.

b=1056,206/575,2760=1,837,

a₁=4,6/9,4×Ö1/8,020∙1,837=0,127.

n=I₂×l₁/I₁×l₂,

n=(1/8,0202)×(9,4/4,6)=0,225.

    Тогда при a₁=0,127 и n=0,0.225, принимаем m₁=2,01785 – для нижней части колонны. Для верхней части колонны:

m=m₁/a₁,

m=2.01785/0.127=15.8,

принимаем m=3.

    Расчетные длины стержней для верхней части колонны.