Расчет стропильной фермы покрытия

2.2 Расчет стропильной фермы покрытия.

2.2.1Определение расчетных усилий.

Рис. 2.1Геометрическая схема фермы.

Рис. 2.2 Геометрические размеры стержней фермы.

Определение усилий в элементах фермы производим c помощью програмного комплекса “LIRA 9.2”

Рис. 2.3 Расчетная схема фермы.

2.2.3  Подбор сечений стержней фермы.

Расчетные длины элементов фермы определяются по таблице 1.2 [8]. Т.к. сечения стержней фермы на этом этапе неизвестны, то расчетные длины верхнего пояса определены без учета примечания 2 к табл.1.2. В связи с тем, что на ферму действуют статические нагрузки, значения расчетных длин для растянутых стержней определялись только в вертикальной плоскости (в плоскости фермы). Значения расчетных длин приведены в табл. 2.3.

При подборе сечений стержней фермы следует руководствоваться конструктивными требованиями:

-толщину стенок стержней фермы не следует принимать менее 3мм;

-в одной ферме не должны применяться профили одинаковых размеров сечения, отличающиеся толщиной стенок менее чем на 2мм;

-ширину стержней решетки необходимо принимать не более величины  из условия наложения продольных сварных швов и не менее  для предотвращения продавливания пояса.

При подборе сечений стержней фермы, по таблице 50* [1] для 2 группы конструкций, для поясов и элементов решетки принимаем сталь С245 (по табл. 51* [1], при толщине проката от 2 до 10 мм, расчетное сопротивление проката ).

Нижний пояс.

Стержни а-2, а-4, а-6.

Требуемая площадь и радиус инерции сечения стержней вычисляются по формулам:

,      

Здесь .

По требуемым величинам и с учетом указаний на стр.29 [8], по сортаменту принимаем  трубу 140x140x5 мм по ГОСТ 12336-66 ().

Проверка:

В целях унификации, сечения остальных стержней нижнего пояса принимаем также из прямоугольной трубы 160x110x5 мм.

Верхний пояс.

Стержни в-1, в-3, в-5.

Размер трубы определяется с помощью параметров вычисляемых по формулам :

Для корректировки полученного размера вычисляются следующие параметры :

.

Тогда φ=0,66;

Скорректированное значение коэф. приведения

Т.к. , то

 определяется по т. 74 (1) в зависимости от условной гибкости

и приведенного эксцентриситета, равного

- коэф. влияния формы, опред. по таблице 73;

, откуда

Корректировка размера S производиться по ф-ле :

По найденным параметрам сечения принимаем трубу: 200x100x5 мм ( I_х=486 см⁴, I_у=1416 см⁴).

Проверка принятого сечения.

Т.к. I_х< I_у то проверку местной устойчивости стенки выполнять не требуется. Также не требуется выполнять проверку местной устойчивости стенки, если соотношение краевых напряжений

Проверка общей устойчивости принятого сечения в плоскости действия момента производиться по формуле :

Из плоскости действия момента проверка производиться по формуле :

Раскосы.

Стержни 1-2, 3-4, 5-6.(сжатие)

Исходя из формулы (2.1) [8], наибольший и наименьший размеры трубы из плоскости фермы могут быть:

Размер трубы определяется с помощью параметров вычисляемых по формулам при :

Тогда высота и толщина будут равны:

.

По найденным параметрам сечения, а также с учетом  и  принимаем трубу: 120х120х3 мм ().

Проверка принятого сечения.

Проверка местной устойчивости начинается с определения условной гибкости:

, тогда предельное отношение:

.

Проверка местной устойчивости:

Местная устойчивость обеспечена.

Тогда: ;    ;    ;

.

Общая устойчивость обеспечена.

Сечения остальных сжатых стержней решетки подбираются аналогичным образом.

Стержни а-1, 2-3, 4-5. (растяжение)

Исходя из формулы (2.1) [8], наибольший и наименьший размеры трубы из плоскости фермы могут быть:

Требуемые значения площади трубы и радиуса инерции будут равны:

;  .

По найденным параметрам сечения, а также с учетом  и  принимаем трубу 120х80х3 мм ().

Выполняем проверку принятого сечения:

;

Условия выполняются.

Сечения остальных растянутых стержней решетки подбираются аналогичным образом.

Подбор сечений стержней представлен в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Подбор сечений стержней фермы.