Конструкции городских зданий и сооружений
2.4 Подбор
сечений стержней фермы
Стержни фермы
рассчитываются, как центрально сжатые на устойчивость или как центрально
растянутые на прочность.
Расчетная
длина сжатого стержня в плоскости фермы и из плоскости:
где мx(y) – коэффициент расчетной
длины при потере устойчивости в плоскости (x-x) и из плоскости (y-y) фермы табл. 11/1/; l0x(0y) – геометрическая длина
стержня (расстояние между точками закрепления от смещения в плоскости x-x (y-y)).
Точками
закрепления узлов фермы от поперечного смещения могут являться связи, плиты
покрытия, прогоны и т.п. Расчетная длина стержней заносится в таблицу 3.
В таблице
производим расчет максимального усилия растяжения и сжатия в каждом стержне.
Принимаем
марку стали ВСт3пс6–10 мм табл. 50 [1]; группа 2
Rуn = 245 мПа; Run = 370 мПа; Rу = 240 мПа; Ru = 240 мПа табл. 51 [1]
Подбор
сечений сжатых стержней начинается с определения требуемой площади:
где N
– расчетное сжимающее усилие, действующее в стержне, кН (табл. 2);
гс =0,9 – коэффициент
условий работы (табл. 6/1/); ц =0,99 – коэффициент продольного
изгиба, определяется по табл. 72/1/ в зависимости от гибкости стержня л.
В первом
приближении коэффициент ц можно определить по заданной гибкости:
·
для
поясов легких ферм л = 60ч80.
·
для
решетки легких ферм л=100ч120.
По полученной
требуемой площади по сортаменту подбирается подходящий профиль с условием Ax
≥ Aтр. Из сортамента выписываются основные
геометрические характеристики сечения: Ax, ix; iy,
результаты заносятся в таблицу 3.
Требуемая
площадь сечения растянутого стержня определяется из условия прочности по
формуле:
где N
– расчетное растягивающее усилие, действующее в стержне (табл. 2), кН; гс
– коэффициент условий работы (табл. 6/1/).
По требуемой
площади по сортаменту подбирается подходящий профиль с условием Аx
≥ Атр. Из сортамента выписываются основные
геометрические характеристики сечения: Аx, ix,
iу, результаты заносятся в таблицу 3.
По полученным
усилиям подбираем сечения растянутых и сжатых стержней, производим проверки
прочности для сжатых стержней:
для
растянутых стержней:
проверка жесткости:
лx(y)=lx(y)/ix(y)≤[л].
2.5
Конструирование и расчет узлов ферм
Для
построения узлов фермы и определения габаритов фасонок определяем длины
сварных, соединяющих стержни.
Назначаем
характеристики швов:
Сварка
полуавтоматическая. Сварочная проволока Св 08. Расчетные характеристики
сварного углового шва:
Rw¦=180 МПа – табл. 56/1/; gw¦=1 – п. 11.2/1/; gс=1,1 – табл. 6/1/; b¦=0,7 – табл. 34;
Rwz=0,45Run=0,45×370=166.5 МПа – табл. 3/1/; gс=1,1 – табл. 6/1/; gwz=1-п. 11.2/1/; bz=1 – табл. 34;
Принимаем k¦=5 мм (табл. 38).
Для расчета
принимается максимальная длина.
Полная длина
сварного шва состоит из шва на обушке и шва на пере
где ; – длина сварного шва соответственно на обушке и на
пере.
Длина шва на
обушке и на пере определяется из равенства статических моментов относительно
центра тяжести сечения создаваемых швом на обушке и швом на пере.
,
конструктивный
ферма стропильный стержень
где h – высота сечения
стержня; z0 – расстояние от обушка до центра тяжести
сечения.
Расчетные
характеристики сварного углового шва:
разрушение по
металлу шва
разрушение по
границе сплавления:
Длина
сварного шва определяется из выражения:
;
Полученные
длины сварных швов приведены в таблице 4 «Расчетные длины сварных швов»
Таблица 4.
Расчет длины сварных швов
№Стерж
|
Nmax
|
LwО
|
LwП
|
Lw
|
Верхний пояс
|
А-1
|
40
|
43,5
|
14,5
|
58
|
Б-2
|
39.16
|
43
|
14
|
57
|
В-5
|
-93.18
|
101
|
34
|
135
|
Г-6
|
-94
|
102
|
34
|
136
|
Д-8
|
-171.8
|
186
|
62
|
248
|
Е-9
|
-171.5
|
186
|
62
|
248
|
Ё-11
|
-203.56
|
220
|
74
|
294
|
Ж-12
|
-162.5
|
176
|
59
|
235
|
З-14
|
-162.5
|
176
|
59
|
235
|
И-15
|
-162.5
|
176
|
59
|
235
|
К-17
|
-162.5
|
176
|
59
|
235
|
Л-18
|
-170.54
|
184
|
62
|
246
|
М-20
|
-93.18
|
101
|
34
|
135
|
Н-21
|
-93.18
|
101
|
34
|
135
|
О-24
|
37
|
40
|
14
|
54
|
П-25
|
37
|
40
|
14
|
54
|
Нижний пояс
|
1-Т
|
-35.44
|
38
|
13
|
51
|
З-Т
|
-74.336
|
80
|
27
|
107
|
4-С
|
-74.336
|
80
|
27
|
107
|
7-С
|
159.4
|
172
|
58
|
230
|
10-С
|
178.73
|
193
|
65
|
258
|
13-С
|
151.87
|
164
|
55
|
219
|
16-С
|
168.53
|
182
|
61
|
243
|
19-С
|
145.2
|
158
|
52
|
210
|
22-С
|
-96.3
|
104
|
35
|
139
|
23-Р
|
-96.3
|
104
|
35
|
139
|
25-Р
|
-35.44
|
38
|
13
|
51
|
Раскосы
|
5–4
|
185
|
200
|
67
|
267
|
3–2
|
46.44
|
50
|
17
|
67
|
8–7
|
29
|
31
|
11
|
42
|
7–6
|
-79.63
|
86
|
29
|
115
|
11–10
|
-19.7
|
22
|
7
|
29
|
10–9
|
-24.54
|
27
|
9
|
36
|
14–13
|
36
|
39
|
13
|
52
|
13–12
|
38.9
|
42
|
14
|
56
|
17–16
|
-7.07
|
7
|
3
|
10
|
16–15
|
-17.9
|
19
|
7
|
26
|
20–19
|
-76.45
|
82
|
28
|
110
|
19–18
|
28.66
|
31
|
11
|
42
|
24–23
|
42.66
|
104
|
35
|
139
|
22–21
|
179.9
|
195
|
65
|
260
|
Стойки
|
2–1
|
-19.41
|
21
|
7
|
28
|
4–3
|
-147.7
|
160
|
53
|
213
|
6–5
|
-19.41
|
21
|
7
|
28
|
9–8
|
-18.26
|
19
|
7
|
26
|
12–11
|
-19.41
|
21
|
7
|
28
|
15–14
|
-17.7
|
19
|
7
|
26
|
18–17
|
-17.7
|
19
|
7
|
26
|
21–20
|
-17.7
|
19
|
7
|
26
|
23–22
|
-141.76
|
154
|
51
|
205
|
25–24
|
-17,72
|
19
|
7
|
26
|
Минимальная длина
шва 50 мм
2.5 Узлы
фермы
Для избежания
дополнительных усилий необходимо центрировать стержни в узлах по осям,
проходящим через их центры тяжести с округлением до 5 мм. Для уменьшения
действия сварочных напряжений стержни решетки не доводят до поясов на расстояние:
а=6t+20 = 56 мм, а≤80 мм
·
где t = 6 мм – толщина фасонки. минимальная длина
нахлеста 5t=5*6=30, где t – максимальная толщина
фасонки либо полки уголка.
1. СНиП II – 23 – 81. Стальные
конструкции. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 96 с.
2. СНиП 2.01.07 – 85.
Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 36 с.
3. Металлические
конструкции. Общий курс: Учебник для вузов / Е.И. Беленя, В.А. Балдин,
Г.С. Ведерников и др.; Под общей редакцией Е.И. Беленя. – 6-е
изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 560 с.
4. Металлические конструкции.
В 3-х т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб. Пособие для строит. Вузов / В.В. Горев,
Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – М.:
Высш. Шк. 1997. – 527 с.
5. Металлические
конструкции. В 3-х т. Т.2 Конструкции зданий: Учеб. Пособие для строит. Вузов/ В.В. Горев,
Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – М.:
Высш. Шк. 1999. – 528 с.
6. Расчет стальных
конструкций: Справ. пособие / Я.М. Лихтарников, Д.В. Ладыжский, В.М. Клыков.
– 2-е изд., перераб. И доп. – Киев: Будивельник, 1984. – 386 с.
7. Справочник проектировщика
промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический.
В 2-х т. Т. 1 /Под ред. А.А. Уманского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М:
Стройиздат, 1972. –600 с.
Страницы: 1, 2
|