Определение геометрических размеров фермы. Статический расчет. Расчет узлов, страница 6

Гибкость всего стержня относительно оси Х:

При изгибе в плоскости решетки гибкость отдельной ветви решетчатого стержня принимается =0, тогда

I_х = 2[I₀+F(h₀/2)] =2*(2*0,0485*24⁴+2*426.2*50²)=4326365см⁴

r_x = (4326365/4*426,2)^1/2=50,4см

=l₁/r₁ =1170/50,4=23.2

r_x = r₁ =  6.1см    - радиус сечения инерции

l₁ =l*0.8       - расчетная длина ветви

Коэффициент приведения гибкости:

r_c=1/3=0.103 для болтов d_b=1,8см

n_c=2*4/0.936=8.5 среза на 1 пог. М ветви при четырех двухсрезных болтах в каждом узле и расстоянии между узлами l₁=

=2.1*23*2=48.72

Далее находим  

Подставляя найденные величины в исходную формулу, получаем

N_пр + N_л =2175+16889/0,32=74043≤10*150*7279=109185

Проверяем устойчивость подкрановой ветви из плоскости рамы как составного центрально – сжатого стержня в сечении, отстоящем на расстоянии 1/4h_н от заделки (нижняя граница сжатой зоны), по следующей формуле: +M^//h₀≤ m_cR_cF_брφ_у, где  принято 1.

Находим =N_пр=21275кг

Расчетный изгибающий момент на уровне 1/4h_н от заделки

M^/ =1986+((1219.2+356)*5,85*0,75+144.4*16²/2)=9129кн*м

n_c =4.25

Гибкость всего сечения =h_н/r_у=585/15.43=38

r_у==15.43см

I_у = 2(l₀+fz²) =2*(0.0395*24⁴+426,2*14.4²)=202964

z=b/2+z₁=14,4см

Гибкость ветви:  =l₁/r_y1 =93.6/5.54=16.9

r_y1=0,231b=0,231+24=5,54

Приведенная гибкость: =

φ_у=3100/=3100/44,1²=1,6

Подставляя найденные величины в исходную формулу получим:

2175+912900/100=30404<1.0*150*852,48*1.6=204595

Элементы соединительной решетки

Расчет элементов решетки производится по наибольшему расчетному значению поперечной силы в нижнем сечении стойки (сечение 2 – 2)  = R₂ =2997кг

Усилие в стойке решетки: N_ст = R₂/=2997/0,919=3265кг, при =20.918

Усилие в раскосе при угле наклона раскосов к ветвям: =45⁰ и cos=0,707

N_раск=R₂/ cosξ=4618кг

Расчетная длина раскоса: l₀=100/ cos=141см

Принимаем сечение решетки из толстых досок 8х18 см; F=144 см²

Гибкость раскоса λ= 141/0.289*8=60,7<75

φ=1-0,8=0.705

Проверяем элемент на устойчивость: N_расч=4618≤ m_cR_cF_нтφ_мин=15250

Рассчитываем прикрепление решетки к ветвям, принимая болты d₆=1,8 см

Расчетная несущая способность болта на один срез при толщине среднего элемента с=8см, Т_н=900 кг

Необходимое количество болтов для прикрепления решетки (раскосов и стоек): n_б=N_расч/n_срТ_н=4618/2*900=2.56=3 болта

Анкерные крепления к фундаменту

Расчет анкерных креплений производится по максимальному растягивающему усилию в ветви стойки при действии постоянной вертикальной нагрузки (собственный вес) и максимальных горизонтальных нагрузок (ветер, торможение):

N = P₂ + M/h₀ξ=-7118,5=16886/1*0.918=11276кг

Конструкция анкерного крепления:

Несущая способность двух анкерных болтов d₆=2,2 см проверяется по формуле: N=11276≤m_рR_рF_нт=11739

m_р=0,65 – коэффициент условий работы анкерных болтов, работающих на растяжение

R_р=2100 кг/см² – расчетное сопротивление на растяжение для стали марки Ст. 3

F_нт=2,74 см² – площадь сечения болта d₆=2,2 см, ослабленного нарезкой

Рассчитываем количество болтов d₆=1,8 см, прикрепляющих прокладку для анкера.

Несущая способность болта на один срез Т_н =900 кг.

Необходимое количество двухсрезных болтов на каждую прокладку:

n_б=N/n_срТ_н=11276/2*900=5.96 принимаем 6 болтов

Шаг болтов вдоль волокон: s₁=13 > 7d₆=12,6 см;

поперек волокон: s₂=7 см >3,5d₆ =6,5 см;

s₂=5,5 см > 3d₆ =5,4 см.

Длина прокладки: l_пр = 5s₁=5*13 =65 см

Общую шайбу анкеров, исход из толщины прокладки, выполняем из уголков 80х80х10 мм. Уголки проверяем на изгиб.

Расчетный пролет уголков: l_уг=h_пр + d_а =22см

Расчетный изгибающий момент: М =N/4(l_уг - h_пр/2) =11276/4(22-20/2)=31828

Для уголков 80х10 по сортаменту определяем I_х =88,4 см⁴; Z₀ =2,35 см;

тогда W₁= I_х/(b_уr –z₀) =

W₁=15,6≤m_иR_иW₁=3376

Стык ветви стойки

Стык рассчитываем в левой (шатровой) ветви и проектируем на расстоянии 5 м от верха фундамента.

Усилие в расчетной панели:

N_ст = Р₁ + М_ст/h₀ξ =-5405+4467/1*0.918=-539кг где М_ст =1986+((1219.2=356)*1,75+144/175²/2)*0.9=4467кн*м

Р₁ =5505кг

Ввиду того, что расчетная панель является сжатой, стык ветви проектируем конструктивно простым упором бревен друг в друга с накладками на двух болтах d_б =1,8 см с каждой стороны стыка.