Строительство и архитектура \ Металлические конструкции

Расчёт фермы в осях (пролёт фермы L = 23.560 м, высота на опоре H = 2.250 м)

Страницы работы

6 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

6. РАСЧЁТ ФЕРМЫ В ОСЯХ. . .

6.1. Геометрические размеры и расчётная схема фермы

Размеры фермы приведены для её геометрической схемы, которая получена путём пересечения линий, проходящих через центры тяжести стержней и отсутствии расцентровки в узлах:

пролёт фермы L= 23.560 M; высота на опоре H= 2.250 M ;

высота в середине H1= 2.250 M ; уклон верхнего пояса i= 0.000.

Длины стержней (в метрах):

верхнего пояса нижнего пояса панель 1 L= 2.780 панель 2 L= 3.000 панель 1 L= 5.780

панель 3 L= 3.000 панель 4 L= 3.000 панель 2 L= 6.000

панель 5 L= 3.000 панель 6 L= 3.000 панель 3 L= 6.000

панель 7 L= 3.000 панель 8 L= 2.780 панель 4 L= 5.780

раскосов стоек раскос 1 L= 3.576 раскос 2 L= 3.750 стойка 1 L= 2.250

раскос 3 L= 3.750 раскос 4 L= 3.750 стойка 2 L= 2.250

раскос 5 L= 3.750 раскос 6 L= 3.750 стойка 3 L= 2.250

раскос 7 L= 3.750 раскос 8 L= 3.576 стойка 4 L= 2.250

стойка 5 L= 2.250

Расчётная схема фермы с нумерацией узлов и стержней приведена на рис.6.1.1.

6.2 Узловые нагрузки

Величины узловых нагрузок приведены в табл.6.1, табл. 6.2.

Знак + соответствует направлению нагрузки к узлу; - от узла.

Таблица 6.1 Вертикальная нагрузка на верхний пояс

узла

Постоянная нагрузка, (кН)

Снеговая нагрузка, (кН)

0.00 55.04 59.40 59.40 59.40 59.40 59.40 55.04

0.00

0.00 70.06 75.60 75.60 75.60 75.60 75.60 70.06

0.00

Таблица 6.2 Вертикальная нагрузка на нижний пояс

узла

Постоянная нагрузка, (кН)

Снеговая нагрузка, (кН)

Опорные моменты:

Млев. = 352 кНм

Мправ.= 39 кНм

203.54 0.00 0.00 0.00

203.54

259.06 - - 259.06

7.17 - - -7.17

6.3. Статический расчёт

Расчётные усилия в стержнях фермы приведены в табл.6.3.

Таблица 6.3 Расчётные усилия в тержнях фермы

Элемент фермы

Марка элемента

Усилия от постоян.

нагрузки,

(кН)

Усилия от снеговой нагрузки,

(кН)

Усилия от опорных моментов,

(кН)

Расчётные усилия:

сжатие,

(кН)

растяжение,(кН)

верхний пояс

0.00

-449.48

-607.88

-449.48

0.00

-572.08

-773.68

-572.08

-0.00

92.44

74.02

54.89

35.76

17.33

-1021.57

-1381.57

-1021.57

92.44

17.33

нижний пояс

251.49

568.28

251.48

320.08

723.28

320.08

83.58

64.45

45.32

26.20

571.57

1291.57

571.57

раскосы

-323.53

247.50

-148.50

49.50

-148.50

247.50

-323.53

-411.78

315.00

-189.00

63.00

-189.00

315.00

-411.78

-11.40

11.96

-11.96

11.96

-11.96

11.96

-11.96

11.40

-735.32

-337.50

-735.32

562.50

118.16

112.50

562.50

стойки

0.00

-59.40

0.00

-75.60

0.00

-135.00

0.00

6.4. Расчёт стержней на прочность и устойчивость

При расчёте учтено следующее:

в пролёте есть краны с режимом работы 7К;

ферма на колонну опирается сбоку;

нагрузки приложенные непосредственно к ферме - статические.

Геометрические характеристики сечений стержней приведены в табл.6.4.

Таблица 6.4 Геометрические характеристики сечений и сталь стержней

Марка элемента

Сечение

Сталь

Площадь сечения, смЅ

Радиус инерции относительно горизонт. оси, см

Радиус инерции относительно вертикальной оси,см

В - 1

В - 2

В - 3

В - 4

В - 5

В - 6

В - 7

В - 8

Н - 1

Н - 2

Н - 3

Н - 4

Р - 1

Р - 2

Р - 3

Р - 4

Р - 5

Р - 6

Р - 7

Р - 8

С - 1

С - 2

С - 3

С - 4

С - 5

--50*5

--160*10

--180*11

--160*10

--50*5

--90*7

--140*10

--90*7

--140*9

--90*7

--100*8

--50*5

--100*8

--90*7

--140*9

--63*5

C245

C255

C245

C255

C245

C255

C245

9.60

62.86

77.60

62.86

9.60

24.56

54.66

24.56

49.44

24.56

31.20

9.60

31.20

24.56

49.44

12.26

1.53

4.96

5.60

4.96

1.53

2.77

4.33

2.77

4.34

2.77

3.07

1.53

3.07

2.77

4.34

1.94

2.53

6.97

7.81

6.97

2.53

4.14

6.19

4.14

6.17

4.14

4.55

2.53

4.55

4.14

6.17

3.04

В столбце <Сечение> табл.6.4 для равнополочных уголков первая цифра указывает размер горизонтальной полки в мм.

При вычислении радиусов инерции сечений стержней фермы толщина фасонок принята равной 12.0 мм.

Результаты расчёта стержней приведенны в табл.6.5.

Таблица 6.5

Результаты конструктивного расчёта стержней фермы

Элемент фермы

Марка

Эле-мента

Расчётное усилие, кН

Гибкость

Пре-дельная гибкость

Расчётная длина

Коэффициент продольного изгиба

Напряжение,

МПа

Расчётное сопротивлен.

МПа

в плоскости фермы

из плоскости фермы

в плоскости фермы

(м)

из плоскости фермы

(м)

верхний пояс

В 1

В 2

В 3

В 4

В 5

В 6

В 7

В 8

92.4

-1021.6

-1381.6

-1021.6

17.3

181.7

60.5

53.6

60.5

181.7

118.5

43.0

38.4

43.0

118.5

250.0

126.7

123.9

126.7

250.0

2.78

3.00

2.78

3.00

0.803

0.835

0.803

101.4

213.2

224.3

213.2

19.0

240

нижний пояс

Н 1

Н 2

Н 3

Н 4

571.6

1291.6

571.6

208.7

138.6

208.7

145.1

97.0

145.1

250.0

5.78

6.00

5.78

6.00

245.0

248.7

245.0

250

раскосы

Р 1

Р 2

Р 3

Р 4

Р 5

Р 6

Р 7

Р 8

-735.3

562.5

-337.5

118.2

112.5

-337.5

562.5

-735.3

82.4

108.3

97.7

196.1

97.7

108.3

82.4

58.0

90.7

82.5

148.1

82.5

90.7

58.0

121.4

300.0

150.5

300.0

150.5

300.0

121.4

3.58

3.00

3.58

3.75

3.58

0.667

0.545

0.667

234.6

241.1

248.1

129.6

123.4

248.1

241.1

234.6

240

250

240

250

240

стойки

С 1

С 2

С 3

С 4

С 5

-135.0

92.8

74.0

151.9

1.80

2.25

0.592

232.6

240

6.4. Расчёт фланцев опорных узлов фермы

Конструкция опорной части фермы приведена на рис.6.2

Фланцы нижних узлов расчитаны на большую из опорных реакций из условия работы на сжатие. Учитывая конструктивные требования (размещение болтов, размер полки колонны или опорной стойки) размеры сечения фланца приняты равными : 250 * 18мм.

Сталь фланцев - C255.

Поясные накладки верхних опорных узлов расчитаны на 2/3 большего из растягивающих усилий в первых панелях верхнего пояса. Размеры сечения накладок скорректированы из условия размещения сварных швов и приняты равными: 200 * 18мм.

Сталь накладок - C255.

6.5. Расчёт швов крепления стержней фермы

При расчёте швов принято: сварка элетродуговая, ручная;

температура наиболее холодной пятидневки не ниже -40 град.С; положение швов - нижнее, горизонтальное, вертикальное.

Расчётные длины и катеты сварных швов приведены в табл.6.7

Таблица 6.7 Геометрические размеры швов крепления стержней фермы к фасонкам

Марка элемента

Длины швов, см

Катеты швов, см

Электрод

по перу

по обушку

по перу

по обушку

по перу

по обушку

по перу

по обушку

B 1

B 2

B 3

B 4

H 1

H 2

P 1

P 2

P 3

P 4

C 2

C 3

4.0

22.3

22.6

18.9

28.0

24.0

18.6

13.6

4.7

6.0

5.5

38.3

41.4

28.9

48.2

36.8

28.4

20.5

6.8

8.8

4.0

22.3

22.6

18.9

28.0

24.0

18.6

13.6

4.7

6.0

5.5

38.3

41.4

28.9

48.2

36.8

28.4

20.5

6.8

8.8

0.4

0.6

0.8

0.4

0.6

0.4

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

0.6

0.4

0.6

0.8

0.4

0.6

0.4

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

0.6

Э42

В табл.6.7 - L1,L2,K1,K2-длины и катеты швов:

для верхнего и нижнего поясов - левого узла;

для раскосов и стоек - верхнего узла; L3,L4,K3,K4-длины и катеты швов:

для верхнего и нижнего поясов - правого узла;

для раскосов и стоек - нижнего узла.

При отсутствии в панели пояса стыка и одинаковом знаке усилий в смежных панелях длина поясных швов равна разности длин швов панелей, примыкающих к узлу (при разном знаке усилий длины швов суммируются). Это положение не относится к опорным узлам. При наличии в панели поясного стыка за основу берутся данные табл.6.7

Величины параметров, которые использованы при расчёте швов приведенны в табл.6.8.

Таблица6.8 Параметры, используемые при расчёте швов крепления стержней решётки фермы

Марка элемента

К-т условия работы стержня,Yc

Расчётные сопротивления сварных швов и коэффициенты

по металлу шва

по границе сплавления

Bf1

по перу

Bf2

по обушку

Bf3

по перу

Bf4

по обушку

Rwf*

Ywf,

МПа

Bz1

по перу

Bz2

по обушку

Bz3

по перу

Bz4

по обушку

Rwz*

Ywz,

МПа

B 1

B 2

B 3

B 4

H 1

H 2

P 1

P 2

P 3

P 4

C 2

C 3

0.95

0.80

0.95

0.80

0.70

180

1.00

165

170

165

В табл.68.: Bf1,Bf2,Bf2,Bz2 - коэффициенты перехода от катета шва к ширине расчётных сечений шва (по металлу шва -индекс f; по границе сплавления -индекс z): для верхнего и нижнего поясов - левых опорных узлов; для раскосов и стоек - верхних узлов;

Bf3,Bf4,Bz3,Bz4-аналогичные коэффициенты для верхнего и нижнего поясов - правых опорных узлов;

для раскосов и стоек - нижних узлов.

Rwf*Ywf, Rwz*Ywz - произведения расчётных сопротивлений швов