Конструирование и расчет сквозного сечения ригеля

опорных моментов без учета снеговой нагрузки - II комбинация опорных моментов для выявления опасных сжимающих усилий в крайних панелях нижнего пояса.

M`2соот

Постоянная нагрузка:

Снеговая нагрузка:

Усилия в стержнях фермы:

Опорные реакции:

Номера узлов:

Таблица 9.

Расчетные усилия в стержнях фермы
Эл-т	Nп/п	Пост нагр	Снег нагр		M1 M2	M1` M2`	H1 H2	H1` H2`	Растяжение		Сжатие
		n=1	n=1	n=0.9					№ нагр	S кН	N нагр	S кН
		1	2	2a	3	3`	4	4`
Верхний пояс фермы	2--4	0	0	0	72,3	19,6	---	---	3	72,3	---	---
	4--6 6--8	-202,4	-551,9	-496,7	69,3	18,8	---	---	---	---	1,2	-754,3
	8--10 10--12	-315,2	-859,6	-773,6	66,6	18,0	---	---	---	---	1,2	-1174,8
	12--14	-341,8	-932,2	-839	64,0	17,3	---	---	---	---	1,2	-1274
Нижний пояс фермы	1--3 3--5	110,1	300,3	270,3	-70,8	-19,2	9,75	17,7	1,2	410,4	---	---
	5--7 7--9	270,2	736,8	663,1	-67,9	-18,4			1,2	1007	---	---
	9--11 11--13	338,6	923,4	831,1	-65,2	-17,7			1,2	1262	---	---
Раскосы	1--4	-155,9	-425,2	-382,7	-2	-0,6	---	---	---	---	1,2	-581,1
	4--5	126,3	344,3	309,9	2	0,5	---	---	1,2	470,6	---	---
	5--8	-94,8	-258,5	-232,6	-2	-0,5	---	---	---	---	1,2	-353,3
	8--9	62,8	171,3	154,2	1,9	0,5	---	---	1,2	234,1	---	---
	9--12	-33,4	-91,1	-82	-1,9	-0,5	---	---	---	---	1,2	-124,5
	12--13	4,5	12,2	11	1,8	0,5	---	---	1,2	16,7	---	---
Стойки	5—6 9--10	-20,1	-54,7	-49,23	0,0	0,0	---	---	---	---	1,2	-74,8
	13--14	-6,4	-17,4	-15,66	-2,6	-0,7	---	---	---	---	1,2	-23,8

4.3 Подбор сечений стержней фермы

Подбор сечений сжатых и растянутых элементов производится в соответствии с стр.237. Рассмотрим пример подбора сечений сжатого и растянутого элементов фермы.

§  Сжатый пояс:

                       

Принимаем

           

Принимаем 17,5ШТ1 с

                       

                       

§  Растянутый пояс:

           

                       

Принимаем: 25ШТ1;

           

           

§  Сжатый раскос опорный:

                       

Принимаем

                       

Принимаем: ù é125x10;

                       

                       

Для конструирования фермы должно быть принято не более 6-7 типов сечений стержней. Для этого близкие сечения объединяются по большему профилю.

4.4 Расчёт узлов фермы

Расчёт сварных швов, соединяющих раскосы с поясами, производится из условия прочности этих швов. Длина сварных швов по обушку  и по перу  производится по формулам:

                       

           

           

где:     

                       

                       

1.  Нижний опорный узел:

Уголки опорного раскоса прикрепляем двухсторонними угловыми швами толщиной  со стороны обушка и  со стороны пера. Для сварки применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08А , d=1,4…2мм.

рис.14 Узел сопряжения ригеля с колонной.

расчётное сопротивление срезу по металлу шва;

 расчётное сопротивление срезу по металлу границы сплавления.

усилие в опорном раскосе

- усилие со стороны обушка.

                 усилие со стороны пера.

           

требуемая длина шва по обушку;

           

 требуемая длина шва по перу.

Принимаем с учётом на непровар:

Определяем размеры швов для прикрепления нижнего пояса.

Для 10ШТ1: ,

Находим:         

                        К_f=8мм                                                           К_f=6мм

                        ;               

Конструктивно принимаем: ,

Длину опорного столика определяем из условия прочности сварного шва на действие N=1,5F (возможный перекос столика), где F – суммарная опорная реакция ригеля рамы от вертикальных нагрузок в нём – по табл.8.

N=1.5(291,4+ 576,0)= 1301,1кН.

=16,24 ;

требуемая длина шва 1.

Принимаем с учётом на непровар:

            Прочность шва 2 определяем по формулам:

; , - максимальный опорный момент и распор.

высота фермы на опоре.

Принимаем длину шва 2:

            е =15см;

Предельная длина шва: .

Опорный фланец крепим к колонне на болтах нормальной точности d=30мм, которые ставим в отверстия d=33мм, чтобы они не воспринимали опорную реакцию фермы в случае неплотного опирания фланца на опорный столик. Толщину опорного столика принимаем =40мм [1].

2. Верхний узел сопряжения ригеля с колонной

Усилие в верхнем поясе – наибольшее в крайней панели . Необходимая длина монтажных швов (сварных) толщиной

             

Принимаем: ;    

Сопряжение верхнего пояса фермы с колонной производится на болтах с помощью фланцев. Толщиной фланца принимается , как для жесткого узла сопряжения ригеля с колонной. Количество болтов:

             

            для болта Æ 24 мм из стали 35X.

Принимаем 4 болта, симметрично расположенных относительно центра тяжести сечения пояса фермы.

3. Коньковый узел ригеля

Горизонтальные полки уголков перекрывают сверху гнутой листовой накладкой.

Необходимая площадь гнутой накладки:

                       

где      

Принимаем накладку шириной b_н=b_тав+2с=400+2∙20=440 мм принимаем 450мм (по сортаменту).

- толщина накладки (принимаем 1,6см)

Необходимая длина угловых швов толщиной K_f =8 мм для прикрепления накладки к полке уголка:

см.

Принимаем 2 шва длиной 44 см и 2 шва длиной по 20 см.

Необходимая длина угловых швов толщиной K_f =6 мм для передачи усилия

N₂ = N_c - N₁ =1,2×1830,1 —1587,8=608,32 кН на фасонку будет:

 

Принимаем l_w2 = 22 × 2 = 44 см и l_w3 = 12 × 2 = 24 см

4. Нижний узел средней стойки

Необходимая площадь гнутой накладки:

                       

где

Принимаем накладку шириной b_н=b_тав+2с=360+2∙20=400 мм принимаем 400 мм (по сортаменту).

Толщина . Принимаем 1.8см

Необходимая длина угловых швов толщиной K_f =8 мм для прикрепления накладки к полке тавра:

Принимаем 2 шва длиной 46 см и 2 шва длиной по 20 см.

Необходимая длина угловых швов толщиной K_f =6 мм для передачи усилия

N₂=N_c - N₁ = 1,2 × 1883 – 1645,7 = 613,9 кН на фасонку будет:

Принимаем l_w2 = 22 × 2 = 44 см и l_w3 = 12× 2 = 24 см

5. Промежуточный узел ригеля

 

ù é 200×16

 

 

Необходимая площадь гнутой накладки:

где

Принимаем накладку шириной b_н=b_тав + 2с=400 + 2 ∙ 20 = 440 мм принимаем 450 мм (по сортаменту).

Толщина . Принимаем 1.6см

Необходимая длина угловых швов толщиной K_f =6 мм для прикрепления накладки к полке тавра:

Принимаем 2 шва длиной 64 см и 2 шва длиной по 20 см.

Принимаем 2 шва длиной 19 см и 2 шва длиной по 15 см.

см

В результате принимаем толщину шва 6 мм.

Проверка:

Для сечения верхнего пояса ┐┌ 200 × 16

А= 124,0 см² и Z₀= 5,54 см; и нижнего пояса в середине пояса ┐┌ 180 × 12, А=84.4 см² , Z₀=4,89 см. Расстояние от центра тяжести сечения ригеля до оси верхнего тавра

z₂=337,2 – 132,34 = 204,86 см

I_р = (124×132,34²+84.4×204,86²) × 0,7= 3999651,4 см⁴

;  > 30% — расхождение недопустимо, требуется статический перерасчет при реальном проектировании

Приложение

(справочное)

Библиографический список

1.  Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для ВУЗов /под ред. Г.С.Веденикова,- М.,Стройиздат,1998г.-760с

2.  Металлические конструкции. Общий курс. Учебник для ВУЗов /под ред. Е.И.Беленя, 6-е издание,- М., Стройиздат, 1985г.-560с

3.  СНиП II-23-81*.Часть 2. Нормы проектирования. Глава 23. Стальные конструкции / Госстрой РФ.- М; ГУП ЦПП,1999.-96с.

4.  СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия./ Минстрой РФ.- М; ГП ЦПП, 1996.-44с.

5.  «РАМА»- программа расчёта поперечной рамы каркаса промышленного