Проектирование строительства завода цинкования мелкоразмерных конструкций

Расчет и конструирование узлов фермы.

При расчёте узлов фермы определяют размеры сварных швов и назначают габариты фасонок с таким расчётом, чтобы на них уместились все сварные швы стержней.

Исходные данные для расчёта:

Rwf = 180 МПа - расчётное сопротивление угловых сварных швов условному срезу по металлу шва;

Run = 370 МПа - расчётное сопротивление стали по временному сопротивлению (для стали марки ВСт3пс6);

Rwz= 0,45∙Run = 0,45∙370 = 166,5 МПа…расчётное сопротивление угловых сварных швов условному срезу по металлу границы сплавления;

γwf = 1 ,коэффициент условия работы сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу шва (при Ry< 580 МПа и климатических районах с t° > – 40);

γwz = 1, коэффициент условия работы сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу границы сплавления (при Ry < 580 МПа и климатических районах с t° > – 40);

При изготовлении фермы принимаем ручную сварку электродами Э42 и Э42А по ГОСТ 9467–75;

βf = 0,7, коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу шва;

βz = 1, коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу границы сплавления;

γc = 1, коэффициент условия работы конструкции;

βf ∙ Rwf = 0,7 ∙ 180 = 126 МПа

βz ∙ Rwz = 1 ∙ 166,5 = 126 МПа

Следовательно, расчёт будем вести по металлу шва. Так как сварка ручная то, наиболее эффективно принять катет шва равный 6мм или 8мм(Kf = 6мм, Kf = 8мм).

Расчёт опорного узла стропильной фермы.

В опорном узле сходятся стержни (элементы) 7, 1 и 24, 26. Рассчитаем прикрепление опорной раскоса 1,24 имеющего сечение 2 L 100х14 и расчётное усилие 649.72Кн, конструктивная длина швов(kf = 8 мм):

– у обушка:

– у пера:

Для крепления верхнего пояса ( элементы) 7, 26), сечением 2L 120х15 и N = - 625,03Кн, расчётная длина швов (kf = 8 мм):

– у обушка:

– у пера:

Для крепления опорного ребра к верхнему поясу о фасонке

N = - 301,5Кн, расчётная длина швов (kf = 8 мм):

Находим требуемую площадь сечения ребра по формуле

где Q-поперечная сила на опоре фермы (Q=301,5кН);

,

Где Run-временное сопротивление стали (для марки стали ВСт3пс6-1, Run=370МПа)

-коэффициент надежности по материалу, принимаемый по табл. 2*[СНиП II-23-81*]

Принимая ширину опорного ребра 250мм, получаем толщину ребра

, примем tp=20мм.

Рис.8.5 Опорный узел фермы

Расчет верхнего монтажного узла.

Монтажный стык испытывает сжимающие усилия. Фланцы выполняем из стали марки ВСт3пс6-1 толщиной 20мм. Стык верхнего монтажного узла рассчитываем на обычных болтах из конструктивных соображений. Принимаем 4 болта М20 класса прочности 5.6. Размещение болтов осуществляется при соблюдении конструктивных требований.

Усилие в стыке:

Определяем длину швов прикрепления уголков к фланцу:

Рис. 8.6 Монтажный стык верхнего пояса

Расчёт и конструирование монтажного стыка нижнего пояса.

Монтажный стык проектируем на высокопрочных болтах из стали марки 40Х "Селект", db=24 мм и dотв=27 мм в качестве накладки используем 2 L 120х15 – того же профиля, что и сечение нижнего пояса, с расчётным усилием N=768,80 Кн.

Исходные данные для расчёта:

db=24 мм.-диаметр болта;

dотв=33 мм.-диаметр отверстия под болт;

Abn=3,52 см2-площадь сечения болта нетто;

Rbun=110 кН/см2-наименьшее временное сопротивление стали болтов марки 40Х "Селект";

Rbh=0,7∙Rbun=0,7∙110=77 кН/см2 – расчётное сопротивление высокопрочных болтов растяжению;

µ=0,35-коэффициент трения, обработка соединяемых поверхностей производится стальными щетками;

γh=1,17-коэффициент надёжности при статической нагрузке и разности диаметров болта и отверстия δ=1…4 мм, способе регулирования натяжения болтов по углам поворота гайки;

γb=0,9-коэффициент условий работы соединения при количестве болтов 5…10;

k=2-количество поверхностей трения соединяемых элементов;

Условно делим усилие в стержне на 4 части (2 уголка = 4 полки) и расчитываем количество болтов на каждую полку.

Несущая способность одного высокопрочного болта:

Количество болтов на половине накладке:

Принимаем n = 2 шт, располагаем на каждой полке уголка в шахматном порядке.

Рис.8.7 Монтажный стык нижнего пояса.

Расчёт сварных швов крепления элементов решетки:

·   Элементы 13, 19.

 Рассчитаем прикрепление стойки имеющей сечение 2 L 56х4, расчётное усилие 72,90Кн и полураскоса имеющей сечение 2 L 50х6, расчётное усилие 75,38Кн. Конструктивная длина швов(kf = 6 мм, минимальная расчетная длина сварного шва 40мм):

– у обушка:

– у пера:

Примем длину шва у пера 50мм.

·   Элемент 15.

Рассчитаем прикрепление раскоса имеющего сечение 2 L 90х10 и расчётное усилие 255,40Кн, конструктивная длина швов(kf = 6 мм, минимальная расчетная длина сварного шва 40мм):

– у обушка:

– у пера:

·   Элементы 18, 20, 21.

Рассчитаем прикрепление полураскоса и шпренгеля имеющих сечение 2 L 50х6 и max расчётным усилием 68,40Кн, конструктивная длина швов(kf = 6 мм, минимальная расчетная длина сварного шва 40мм):

– у обушка:

– у пера:

Примем длину шва у пера 50мм.

·   Элемент 14.

Рассчитаем прикрепление стойки имеющей сечение 2 L 56х4 и расчётное усилие 102,08Кн, конструктивная длина швов(kf = 6 мм, минимальная расчетная длина сварного шва 40мм):

– у обушка:

– у пера:

·   Элемент 17.

Рассчитаем прикрепление раскоса имеющего сечение 2 L 50х6 и расчётное усилие 151,35Кн, конструктивная длина швов(kf = 6 мм, минимальная расчетная длина сварного шва 40мм):

– у обушка:

– у пера:

·   Элемент 3

Конструктивную длину швов(kf = 6 мм) при расчетном усилии равном 0кН, примен по min значениям, т.е. 50мм.

Расчет фермы Ф-2.

Рис. 8.8 Расчетная схема стропильной фермы Ф2

Комбинации нагрузок на ферму Ф2

Таблица 8.6

Усилия и напряжения элементов при комбинации нагружений на ферму Ф2.

Таблица 8.7

Значение расчётных усилий в стержнях фермы Ф2.

Таблица 8.8

Подбор сечений стержней фермы Ф2.

Для удобства изготовления и комплектования сортамента металла при проектировании ферм обычно устанавливают 4-6 разных калибров профиля, из которых набирают все элементы фермы. Чтобы предварительно установить необходимый ассортимент профилей, определяют требуемые площади сечений стержней фермы.

Расчет сечений стержней фермы определяем при помощи программы Structure CAD

Необходимые данные для расчёта:

·марка стали ВСт3пс6-1 (=240 МПа)[СНиП II-23-81*, табл. 51*];

·N – расчётное продольное усилие;

·[]-предельная гибкость;

· - коэффициент условия работы конструкции;

·lef – расчетные длины.

Группа верхний пояс. Элемент №(1,4,14,16)

Результаты расчета

Коэффициент использования 0,93 - предельная гибкость в плоскости X1,O,Z1

Группа верхний пояс. Элемент №(7,10)

Результаты расчета

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21