+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Курсова робота
К-сть сторінок:
32
Мова:
Українська
style="text-align: justify;">За таблицею 75[1] .
Напруження МПа < МПа.
5. Розрахунок та конструювання ферми
5.1 Збір навантажень на ферму і візначення
вузлових зосереджених сил
На ферму діють постійне та снігове навантаження які обчислені в попередніх пунктах 3.1.1 і 3.1.2:
і .
Зосереджені сили, що прикладені у вузлах ферми:
а) від постійного навантаження
;
б) від снігового навантаження
,
де м – довжина панелі верхнього поясу.
5.2 Визначення зусилля в стержнях ферми
За вузлової передачі навантаження в стержнях ферми виникають осьові зусилля стиску або розтягу. Величину та знак цих зусиль зручніше за все визначати графічним способом за діаграмою Максвела – Кремони. Для визначення розрахункових зусиль в елементах ферми необхідно побудувати діаграми від таких навантажень:
а) постійне навантаження;
б) тимчасове (снігове) на половині прольоту;
в) від впливу опорних моментів.
В курсовому проекті для визначення зусиль в елементах ферми використовуємо зусилля від одиничних навантажень, які наведені в таблиці 4а.
Розрахункові зусилля в стержнях ферми наведені в таблиці 5.
; .
– момент в перерізі 4-4;
– момент в перерізі 7-7 при тій самій комбінації навантажень, що і М1.
Визначення розрахункових зусиль в стержнях ферми
Таблиця 5
Елементи
ригеля № стержня Зусилля в елементах ферми від навантажень Зусилля від опорних моментів, кН Розрахункові
зусилля, кН
Постій-
ного
Fq= 198кН Снігового Fр=85,7 кН
½ прольоту
зліва ½ прольоту
справа на всьому
прольоті M=-1 кНм М1=
-561,3
кНм М2=
-406,5
кНм сумарні розтяг стиск
Ψ=1 Ψ=0,9 Ψ=1 Ψ=0,9 Ψ=1 Ψ=0,9 S1 S2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Верхній
пояс 3-9 0 0 0 0 0 0 0 0,473 0 265,5 0 265,5 265,5
4-11 -1312,7 -378,8 -340,9 -189,4 -170,5 -568,2 -511,4 0,276 0,092 154,9 37,4 192,3 -1880,9
5-12 -1312,7 -378,8 -340,9 -189,4 -170,5 -568,2 -511,4 0,276 0,092 154,3 37,4 192,3 -1880,9
6-14 -1437,5 -311,1 -280,0 -311,1 -280,0 -622,2 -560,0 0,151 0,151 84,7 61,4 146,1 -2059,7
Нижній
пояс 1-10 859,3 265,7 239,1 106,3 95,7 372,0 334,8 -0,360 -0,052 -202,1 -21,1 -223,2 1417,3
1-13 1473,1 382,2 343,9 255,4 230,0 637,6 573,8 -0,207 -0,124 -116,2 -50,4 -166,6 2213,5
Розкоси 9-10 -1102,9 -341,1 -307,0 -136,3 -122,7 -477,3 -429,6 -0,141 0,066 -79,1 26,8 -52,3 -1584,8
10-11 578,2 144,0 129,6 106,3 95,7 250,2 225,2 0,110 -0,052 61,7 -21,1 40,6 844,0
12-13 -229,7 -6,0 -5,4 -93,4 -84,1 -99,4 -89,5 0,097 0,046 54,4 18,7 73,1 -329,1
13-14 -59,4 -103,7 -93,3 78,0 70,2 -25,7 -23,1 0,080 -0,038 44,9 -15,4 29,5 -163,1
Стояки 11-12 -198,0 -85,7 -77,1 0 0 -85,7 -77,1 0 0 0 0 0 -283,7
14-15 87,1 18,9 17,0 18,9 17,0 37,7 33,9 -0,03 -0,03 -16,8 -12,2 -29,0 124,8
5.3 Підбір перерізів стержнів ферми
Розтягнуті стержні.
Підбираємо переріз нижнього розтягнутого поясу зварної ферми із двох рівнополицевих кутиків, складених тавром .Матеріал поясу – сталь марки 18ГПС (С255) (фасон). Розрахункове розтягуюче зусилля N=2213,5кН. Розрахункові довжини lx= ly =6м. Коефіцієнт умов роботи с =1, Ry=240МПа при t=10...20 мм.
Необхідна площа перерізу .
Одного кутика .
Підбираємо переріз кутика із двох рівнополицевих кутиків 200×12 з An=94,2см2, ix=6,22см, iy=7,5см2 (рис. 14).
Міцність перерізу .
Точність підбору .
Гнучкість поясу ;
Підібраний переріз задовольняє умовам міцності та вимогам жорсткості.
Стиснуті стержні.
Підбираємо переріз стержня верхнього стиснутого поясу ферми із двох рівнополицевих кутиків N=2059,7 кН. Довжина панелі lm=3м. Матеріал – сталь марки С255. Товщина фасонки у вузлах поясу tр=20мм.
Розрахункові довжини lx= ly =300 см; Ry=240МПа при t=10...20мм.
Задаємося гнучкістю =70u=120, для якої =0,750.
Визначаємо необхідну площу поперечного перерізу
.
Визначаємо необхідні габарити перерізу
;
За значеннями A0, h0, b0 приймаємо 2∟160×20, для яких An=260,4=120,8см2,
ix=4,85см2, iy=6,5см2. Гнучкості
max= X=61,9; =0,768.
Перевіряємо стійкість стержня
. Умова виконується. Решту стиснутих стержнів розраховуємо аналогічно.
Рис.14 До розрахунку радіусу інерції стержнів ферми
Підбір перерізів стержнів ферми
Таблиця 6
Елементи
ригеля №
стержнів Розрахункові
зусилля, кН Склад перерізу 2∟ Площа
перерізу
см2 Розрахункова
довжина , см z0,
см Радіуси
інерції, см Гнучкість c, ,
МПа
lx ly ix iy x y
Верхній пояс 3-9 265,5 160×20 120,8 275 275 4,70 4,85 6,5 56,7 42,3 — 1 22,0
4-11 -1880,9 160×20 120,8 300 300 4,70 4,85 6,5 61,8 46,2 0,768 1 202,7
5-12 -1880,9 160×20 120,8 300 300 4,70 4,85 6,5 61,8 46,2 0,768 1 202,7
6-14 -2059,7 160×20 120,8 300 300 4,70 4,85 6,5 61,8 46,2 0,768 1 222,0
Нижній
пояс 1-10 1417,2 200×12 94,2 575 575 5,37 6,22 7,5 92,4 76,7 — 1 150,5
1-13 2213,5 200×12 94,2 600 600 5,37 6,22 7,5 96,5 80,0 — 1 235,0
Розкоси 9-10 -1548,8 200×12 94,2 365 365 5,37 6,22 7,5 58,6 48,7 0,812 1 202,5
10-11 844,0 100×10 38,4 385 385 2,83 2,05 4,3 187,8 85,9 — 1 219,8
12-13 -329,1 110×8 34,4 340 425 3,00 3,39 4,56 100,3 93,2 0,540 0,8 177,2
13-14 -163,1 110×8 34,4 340 425 3,00 3,39 4,56 100,3 93,2 0,540 0,8 87,3
Стояки 11-12 -283,7 90×8 27,8 217 271 2,51 2,76 3,9 78,6 69,5 0,696 0,8 146,7
14-15 124,8 90×8 27,8 330 330 2,51 2,76 3,9 119,6 84,6 — 1 44,9
5.4 Розрахунок прикріплень у вузлах ферми
5.4.1 Розрахунок прикріплень стержнів решітки до фасонок
Виконуємо розрахунок прикріплення елементів решітки у вузлі 1 напівавтоматичним зварюванням із застосуванням зварювального дроту СВ-08Г2С діаметром 1 мм в середовищі вуглекислого газу. с =1, 1 =1. Матеріал елементів – сталь марки С255 з Run=370Мпа, Rwf=215Мпа, Rwz=0,45Run= 0,45×370=166,5Мпа, f=0,7, z=1.
Перевіряємо умову Rwff=215×0,7=150,5МпаRwzz =166,5×1=166,5Мпа.
Розрахунок зварних з’єднань виконуємо тільки в перерізі по металу шва.
Для стержня 9-10 з N=1548,8кН визначаємо необхідні площі зварних швів:
а) ;
б) .
Катети швів:
а) біля обушка Kfc=1,2×ta=1,2×12=14,4мм, приймаємо Kfc=14мм;
б) біля пера Kft=ta-2мм=14-2=12мм.
Розрахункові довжини швів:
а) біля обушка ;
б) біля пера .
Аналогічно обчислюємо довжини швів для всіх елементів решітки (таблиця7).
5.4.2 Розрахунок прикріплень поясів до фасонок
Виконуємо розрахунок прикріплень зварними швами фасонки до поясних кутиків у вузлі 2. Вихідні дані: N2=-18880,9кН, N1=-1880,9кН, F=283,7кН, Rwf=215Мпа, 1 =с =1.
Переріз поясу тавровий із двох рівнополицевих кутиків 2∟160×20. Товщина фасонки tр=20мм.
Рівнодіюча сила .
Необхідні площі швів:
а) біля обушка ;
б) біля пера .
Розрахункова довжина зварних швів:
;
,
де lpc=25см та lpt=20см – довжина контакту фасонки з поясними кутиками відповідно з боку обушка і з боку пера (розміри з креслення).
Катети швів призначають так, щоб їх розмір задовольняв умові міцності і конструктивним вимогам.
А) Біля обушка ;
.
Б) Біля пера ;
.
Приймаємо Kfc=6мм та Kft=6мм.
Аналогічно обчислюємо катети швів в інших вузлах і результати записуємо в таблицю 8.
Розрахунок прикріплення стержнів решітки ферми
Таблиця 7
№
стержнів Переріз
одного
кутика Зусилля
в стержні,
кН Обушок Перо
Необхідна
площа шва,
Anec,c,см2 Кfc
мм Довжина шва, см Дійсна
площа шва
Anec,c,см2 Необхідна
площа шва,
Кfc
мм Довжина шва, см Дійсна
площа шва
Anec,c,см2
розра-
хункова
lwfc,см дійсна
l*wfc,см розра-
хункова
lwfc,см дійсна
l*wfc,см
9-10 200×12 -1548,8 32,42 14 33,08 35 33,32 3,60 6 5,15 16 6,3
10-11 100×10 844,0 17,67 9 21,03 32 19,53 1,96 6 3,50 26 10,5
12-13 110×8 -329,1 6,89 9 10,93 12 6,93 0,77 6 1,82 5 1,69
13-14 110×8 -163,1 3,41 9 5,42 10 5,67 0,38 6 0,90 7 2,52
11-12 90×8 -283,7 5,94 9 9,43 11 6,3 0,66 6 1,57 11 4,2
14-15 90×8 124,8 2,61 9 4,15 6 3,78 0,29 6 0,69 6 2,52
Розрахунок прикріплення поясних стержнів до фасонок
Таблиця 8
№
Вузлів Силові фактори ,кН Обушок Перо
N1 N2 F N Необхідна
площа шва
Anec,c,см2 Розрахункова
довжина шва
lwfc,см Прийнятий
катет шва
Kfc,мм Необхідна
площа шва
Anec,c,см2 Розрахункова
довжина шва
lwfc,см Прийнятий
катет шва
Kfc,мм
1 265,5 -1880,9 283,7 2165,1 34,3 110 6 3,8 110 6
2 -1880,9 -1880,9 283,7 283,7 5,9 25 6 0,7 20 6
3 -1880,9 -2059,7 283,7 335,3 7,0 58 6 0,8 58 6
4 — -2059,7 283,7 2079,1 43,5 43,5 7 4,8 90 6
5 — 2213,5 — 2213,5 46,3 46,3 6 5,1 95 6
6 1417,3 2213,5 — 796,2 16,7 96 6 1,9 96 6
7 — 1417,3 — 1417,3 29,7 65 7 3,3 65 6
8 — 265,5 — 265,5 5,6 15 6 0,6 13 6
Література
1. СНиП ІІ-23-81*. Стальне конструкции. – М.: Стройиздат, 1991 – 96с.
2. Бабич В.І., Огороднік В.І., Романюк В.В. Таблиці для проектування будівельних конструкцій. Довідник – Рівне, 1999. – 506с., 394 табл., бібліограф.:35 назв.
3. Методичні вказівки до виконання курсового проекту 051-53, 051-15, 051-16, 051-80, 051-81, 051-82, 051-95.