Расчет стропильной фермы

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Где 1.3 — коэффициент, учитывающий возможную непараллельность торцов фланца фермы и столика из-за неточности изготовления, что приводит к неравномерному распределению реакции между вертикальными швами. Проверим прочность шва, прикрепляющего фланец к фасонке. Данный шов работает на восприятие опорного давления фермы Fф и горизонтальной силы H. Суммарное напряжение в сварном шве проверяют… Читать ещё >

Расчет стропильной фермы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Подбор сечений стержней фермы с составлением сводной таблицы

Рис. 4.1. Эпюра Схема стропильной фермы

Расчет узлов, стыков фермы и стыков поясов

Узел 1 (рис. 4.1). Из проекции всех сил, приложенных к узлу на ось X найдем опорную реакцию: F = 16,66+ + 552,341· 0,791 = 453,56 кН. Размеры опорного фланца определим из условий работы его на смятие от опорной реакции в ферме. Требуемая площадь фланца:

Из условия расстановки болтов принимаем ширину фланца b = 180 мм. Тогда толщина фланца:

t = A / b = 1344,17 / 180 = 7,47 мм.

Принимаем t = 12 мм.

Проверим прочность шва, прикрепляющего фланец к фасонке. Данный шов работает на восприятие опорного давления фермы F_ф и горизонтальной силы H. Суммарное напряжение в сварном шве проверяют по формуле:

Таблица 4.1. Таблица проверки сечений стержней фермы.


Элемент фермы.	Обозначение стержня.	Расчетное усилие, кН.	Сечение.	Площадь, см 2.	Расчетная длина, см.	Радиусы инерции, см.	Гибкости.	цmin.	gc.	Напряжение s, МПа.
lefx.	lefy.	ix.	iy, t=14.	lx.	ly.
Верхний пояс.		163,86.	— 125×80×10.	39,4.	275,3.	275,3.	3,98.	6,27.	69,17 085.	43,9075.		0,95.	43,77 772.
5,8.	604,4.	— 125×80×10.	39,4.	300,4.	300,4.	3,98.	6,27.	75,47 739.	47,91 069.	0,715.	0,95.	225,8388.
11,14.	851,26.	— 160×100×12.		300,4.	300,4.	5,11.	7,9.	58,78 669.	38,2 532.	0,811.	0,95.	184,1478.
;
Нижний пояс.		340,61.	— 90×56×6.	17,08.			2,88.	4,56.	199,6528.	126,0965.		0,95.	209,9162.
	769,82.	— 125×80×10.	39,4.			3,98.	6,27.	150,7538.	95,69 378.		0,95.	205,6692.
	854,22.	— 125×80×10.	39,4.			3,98.	6,27.	75,37 688.	47,84 689.		0,95.	228,218.
Раскосы.		552,341.	— 160×100×12.		444,1.	444,1.	5,11.	4,16.	86,90 802.	106,7548.	0,437.	0,95.	221,7435.
	411,974.	— 100×8.	31,2.	320,48.	400,6.	3,07.	4,62.	104,3909.	86,70 996.		0,95.	138,9926.
	282,517.	— 100×8.	31,2.	386,56.	483,2.	3,07.	4,62.	125,9153.	104,5887.	0,499.	0,8.	226,8295.
	149,492.	— 50×5.	9,6.	386,56.	483,2.	1,53.	2,61.	252,6536.	185,1341.		0,95.	163,9167.
	32,666.	— 80×7.	21,6.	405,6.		2,45.	3,82.	165,551.	132,7225.	0,231.	0,8.	81,83 522.
;
Стойки.		95,99.	— 80×7.	21,6.	291,04.	363,8.	2,45.	3,82.	118,7918.	95,2356.	0,282.	0,8.	196,985.
	95,99.	— 80×7.	21,6.	315,04.	393,8.	2,45.	3,82.	128,5878.	103,089.	0,244.	0,8.	227,663.

где e — эксцентриситет силы H по отношению к середине шва, получаемый при конструировании узла.

Опорная реакция фермы передается с фланца на столик, приваренный к полке колонны. Торец фланца и верхняя кромка столика строгаются.

Принимаем толщину столика t_ст = 20 мм. Ширина столика b_ст = 200 мм. Сварные швы рассчитывают по формуле:

где 1.3 — коэффициент, учитывающий возможную непараллельность торцов фланца фермы и столика из-за неточности изготовления, что приводит к неравномерному распределению реакции между вертикальными швами.

Согласно п. 12.8 и табл.38* СНиП II-23−81* k_{f, min} = 6 мм. Максимальный катет шва k_{f, max} = 1.2t_min = 1.2· 10 = 12 м.

Принимаем k_f = 8 мм.

м.

Принимаем длину столика l_ст = 300 мм.

Прикрепление раскоса рассчитываем на усилие в нем.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 8 мм:

Прикрепление поясных уголков в силу отсутствия левой смежной панели рассчитываем на усилие в первой панели.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 7 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Определим необходимое количество болтов для крепления фланца к колонне. Принимаем болты класса точности 4.8 диаметром 16 мм с площадью А_bn = 1.57 см ². Расчетное сопротивление болтов срезу согласно табл. 5* СНиП II-23−81* R_bs = 0.4 R_bun = 0.4· 1100 = 440 МПа, где R_bun = 1100 МПа принято согласно табл. 61* СНиП II-23−81*.

Принимаем 6 болтов 16 мм.

Узел 2 (рис. 4.2). В случае жесткого сопряжения конструкция верхнего опорного узла должна обеспечивать восприятие опорного распора H. Толщина фланца определяется из условия его работы на изгиб при моменте M = Hb/8, где b — расстояние между болтами.

Условие прочности:

где a, t — высота и толщина фланца соответсвенно.

Отсюда требуемая толщина опорного фланца:

. Принимаем t = 16 мм.

Напряжения в швах проверяем по формуле:

Необходимое количество болтов, прикрепляющих фланец к колонне определяют по формуле:

Принимаем n = 4.

Прикрепление поясных уголков в силу отсутствия левой смежной панели рассчитываем на усилие в первой панели.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Узел 3 (рис. 4.3). Расчет прикрепления раскоса 3(30).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f =8 мм:

Расчет прикрепления раскоса 6(27):

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке производят на разность усилий в поясах смежных панелей N = (N₂ — N₁₎ = (604,4−163,86) = 440,54 кН.

Расчет прикрепление уголков по обушку не производим, т.к. шов втопленный и расчет идет по перу.

Узел 4 (рис. 4.4). Расчет заводского стыка.

Принимаем две накладки сечением 105×10 мм.

Напряжение в накладке:

где.

b — ширина полки уголка, t_ф — толщина фасонки. .

Тогда N_н = 94,177· 10⁶·0.105·0.010 = 98,88 кН.

Определим требуемую длину швов крепления накладок к левым и правым уголкам пояса относительно рассматриваемого узла.

Для левых уголков k_f = 4 мм:

Для правых уголков k_f = 4 мм:

Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке производят на максимальное из усилий — 1,2N₁₍₂₎ - 2N_н и 1,2N₁₍₂₎/2.

Для левых уголков:

1,2N_1-2N_н = 1,2· 340,61−2·98,88 = 210,97 кН
1,2N₁/2 = 0.6· 340,61 = 204,366 кН.

Принимаем N = 210.97 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Для правых уголков:

1,2N_2-2N_н = 1,2· 769.82−2·98.88 = 726.024 кН;
1,2N₂/2 = 0.6· 769.82 = 461.89 кН.

Принимаем N = 726.024 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Прикрепления раскосов и стойки рассчитываются на свои усилия.

Расчет швов стойки.

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 5 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Расчет швов раскоса 6(27). Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 8 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Расчет швов раскоса 9(24). Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Рис. 4.4.

Узел 5 (рис. 4.5). Расчет прикрепления стойки 7(25).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 5 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Принимаем l_пер = 50 мм.

Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке призводят на усилие в стойке, если разность усилий в смежных панелях равна нулю.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Расчет прикрепление уголков по обушку не производим, т.к. шов втопленный и расчет идет по перу.

Рис. 4.5.

Узел 6 (рис. 4.6). Расчет заводского стыка. Принимаем две накладки сечением 160×12 мм.

Напряжение в накладке:

где.

b — ширина полки уголка, t_ф — толщина фасонки. .

Тогда N_н = 117,74· 10⁶·0.16·0.012 = 197,8 кН.

Для левых уголков k_f = 8 мм:

Для правых уголков k_f = 8 мм:

Для левых уголков:

1,2N_1-2N_н = 1,2· 604.4−2·197.8 = 329.68 Кн.
1,2N₁/2 = 0.6· 604.4 = 362.64 кН.

Принимаем N = 362.64 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Для правых уголков:

1,2N_2-2N_н = 1,2· 851.26−2·197.8 = 625.9 кН;
1,2N₂/2 = 0.6· 851.26 = 510.76 кН.

Принимаем N = 625.9 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 8 мм:

Прикрепления раскосов и стойки рассчитываются на свои усилия.

Расчет швов раскоса 9(24).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 6 мм:

Расчет швов раскоса 12(21). Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 5 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Узел 7. Расчет прикрепления поясных уголков к фасонке призводят на разность усилий в поясах смежных панелей N = (N₂ — N₁₎ = (854.22−769.82) = 84.4 кН.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 4 мм:

Прикрепления раскосов и стойки рассчитываются на свои усилия.

Расчет швов стойки. Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 5 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 5 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Расчет швов раскоса 12(21). Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 6 мм:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Расчет швов раскоса 15(18).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Узел 9 (рис. 4.7). Расчет швов раскоса 15(18).

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Определяем требуемую длину сварного шва по перу. Принимаем k_f = 4 мм:

Принимаем l = 50 мм.

Усилие, приходящееся на стык N_ст = 1.2 N = 1.2· 851,26 = 1021,51 кН.

Усилие, приходящееся на горизонтальную накладку:

N_Г = 0.7 N_ст = 0,7· 1021,51 = 715,06 кН.

Усилие, приходящееся на фасонку и вертикальную накладку:

N_В = 0.3 N_ст = 0,3· 1352,4 = 306,45 кН.

По конструктивным соображениям принимаем две горизонтальные накладки шириной b = 160 мм. Определим требуемую площадь накладки.

Тогда, требуемая толщина t = A_Г / b = 14,9/ 16 = 0,93 см. Принимаем t = 10 мм.

Требуемая длина швов крепления накладки:

Принимаем l = 190 мм. Принимаем длину накладки l_Г = 780 мм.

По конструктивным соображениям принимаем две вертикальные накладки толщиной t = 10 мм. Определим требуемую площадь накладки.

Тогда, требуемая ширина b = A_В / t = 6,38 / 1 = 6,38 см. Принимаем t = 10 мм.

Требуемая длина швов крепления накладки:

Принимаем l = 160 мм. Принимаем длину накладки l_В = 185 мм.

Требуемая длина швов крепления поясных уголков к фасонке рассчитывается усилие, на которое рассчитывается прикрепление вертикальной накладки:

Принимаем k_f = 6 мм.

Принимаем l = 150 мм. Расчет прикрепление уголков обушку не производим, т.к. шов по втопленный и расчет идет по перу.

Pис. 4.7.

Узел 9' (рис. 4.8). Усилие, приходящееся на стык N_ст = 1.2 N = 1.2· 854,22 = 1025,06 кН.

Усилие, приходящееся на горизонтальную накладку:

N_Г = 0.7 N_ст = 0,7· 1025.06 = 717.54 кН.

Усилие, приходящееся на фасонку и вертикальную накладку:

N_В = 0.3 N_ст = 0,3· 1025.06 = 307.52 кН.

По конструктивным соображениям принимаем две горизонтальные накладки шириной b = 105 мм. Определим требуемую площадь накладки.

Тогда, требуемая толщина t = A_Г / b = 15 / 10.5 = 1.38 мм. Принимаем t = 14 мм.

Требуемая длина швов крепления накладки:

Принимаем l = 190 мм. Длину накладки принимаем l_Г = 480 мм.

Тогда, требуемая ширина b = A_В / t = 6,41 / 1 = 6,41 см.

Требуемая длина швов крепления накладки:

Принимаем l = 160 мм. Принимаем длину накладки l_В = 160 мм.

Принимаем k_f = 6 мм.

Принимаем l = 150 мм. Фактическая длина определяется по чертежу. расчет прикрепление уголков по перу не производим, т.к. шов по перу параллелен шву по обушку и на него приходится меньшее усилие. Принимаем конструктивно катет шва по перу k_f = 4 мм.

Pис. 4.8.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой