Расчет конструкций

Расчётные усилия в стержнях фермы приведены в таблице (Таблица 4). Расчётные длины стержней ферм принимаются по табл. 11 [СНиП II-23−81]. Так, в плоскости ферм для поясов и опорных раскосов расчётные длины равны расстоянию между узлами —, прочих элементов решётки ферм с узловыми сопряжениями на фасонках — .В направлении перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы) для опорных раскосов и элементов решётки ферм с узловыми сопряжениями на фасонках-.Для поясов расчётные длины из плоскости зависят от компоновки связей в шатре. В курсовом проекте шаг узлов верхнего пояса, закреплённых от смещения из плоскости, составляет 6 м, поэтому = 6 м. Для приопорных стержней нижнего пояса = 6 м (ввиду наличия продольных горизонтальных связей по нижним поясам ферм).Для прочих стержней нижнего пояса расчетная длина при отсутствии распорки посередине пролета = 30−6*2 = 18 м, где = 30 м — пролет фермы. Таблица 3. Расчетные длины заданных элементов фермы

Элемент фермы

Геометрическаядлина, мм

Расчетные длины, мНижний пояс (Н1)6000 = 6000=6000

Нижний пояс (Н2)6000 = 6000 = 1800

Стойки (С1)3085 = 2468 = 3085

Сжатые раскосы (Р3)4336 = 3469 = 4336

Растянутые раскосы (Р2)4271 = 3417 = 4271

Элемент Р2Характеристики элемента:

сечение — L 90×7; = 24,56 см²; = 2,77 см; = 4,14 см; = +430 кН; = 245 МПа. Статическая часть.Данный элемент работает на растяжение. Коэффициент изменения предела текучести:

где — величина коэффициента изменения предела текучести стали при критической температуре; - усилие, воспринимаемое элементом от нормативной нагрузки, Н; - расчетное усилие, воспринимаемое элементом фермы, Н; - усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке; = 1,2; - площадь поперечного сечения элемента фермы (Прил. № 1,табл. П. 1 [6]); - нормативное сопротивление стали по пределу текучести; = = 358,3 кН; = = 0,60.Теплотехническая часть. Учитывая, что теплотехническую часть методики рассчитать сложно без применения специальных программ, на практике для этой цели используют номограмму, приведенную на рис. П3-рис.П5[6]. Поскольку фигурные профили по форме отличаются от пластины, для этого, чтобы воспользоваться такой номограммой, вначале вычисляют толщину профиля, приведенную к толщине пластины, по следующей формуле:

где — толщина профиля, приведенная к толщине пластины, мм; - площадь поперечного сечения профиля, мм2; - длина обогреваемого периметра профиля, мм;где — ширина полки уголка (Прил. № 1, табл. П. 1 [6]), мм; = 90*4 = 360 мм; = = 6,82 ≈ 7 мм; = 0,6; = 500 оС; = 12 мин. Здесь величина определяется на основании данных рис. П2 [6] в зависимости от, величина для = 7 мм определяется на основании данных рис. П1[6] по интерполяции между значением для = 5 мм и = 10 мм: = 10 мин и = 15 мин. Элемент С1Характеристики элемента:

сечение — L75×5; = 14,78 см²; = 2,31 см; = 3,49 см; = -124 кН; = 245 МПа. Статическая часть

Данный элемент фермы работает на сжатие. Коэффициент изменения предела текучести:

где: — коэффициент продольного изгиба элемента, который зависит от его гибкости: привеличина =1; при величина .При этом определяем максимальную величину гибкости с учетом 2-х направлений прогиба стержня: «в плоскости» фермы (в вертикальном направлении) и «из плоскости» фермы (в горизонтальном направлении).Гибкость вычисляется по формуле:

где: — гибкость элемента «в плоскости» и «из плоскости» фермы;- расчетные длины элемента «в плоскости» и «из плоскости» фермы, соответственно, см; - радиус инерции относительно осей X и Y (Прил. № 1, табл. П. 1 [6]), см. При определении следует учесть, что расстояние между уголками, из которых составлен элемент фермы, равно толщине соединительной пластины, к которой они приварены с 2-х сторон. Выполним вычисления: = = 106,8; = = 88,4; = 88,4 = 0,95; = = 103,3 кН; = = 0,3.При расчете по потере устойчивости сжатых элементов пользуются формулой:

где — расчетная длина элемента (принимается максимальная из условиягибкости элемента «в плоскости» и «из плоскости» фермы), м; = 3,14;= 2,06· 1011

Па = 2,06· 104 кН/см2 — нормативное значение модуля упругости; - минимальное значение момента инерции поперечного сечения элемента, см4, вычисляется по следующей формуле:

где — минимальное значение величины радиуса инерции поперечного сечения элемента, см; - площадь поперечного сечения элемента, см2; = = 78,87 см4; = = 0,61.Теплотехническая часть. Выполним вычисления: = 75*4 = 300 мм; = = 4,93 ≈ 5 мм; = 0,3; = 630оС; = 15 мин; = 0,61; = 685 оС; = 17 мин. Из полученных значений принимаем минимальное, т. е. = 15 мин. Элемент Р3Характеристики элемента:

сечение — L125×8; = 39,38 см²; = 3,87 см; = 5,53 см; = -299 кН; = 245 МПа. Статическая часть

Данный элемент фермы работает на сжатие. Коэффициент изменения предела текучести:

где: — коэффициент продольного изгиба элемента, который зависит от его гибкости: при величина = 1; при величина .При этом определяем максимальную величину гибкости с учетом 2-х направлений прогиба стержня: «в плоскости» фермы (в вертикальном направлении) и «из плоскости» фермы (в горизонтальном направлении).Гибкость вычисляется по формуле:

где: — гибкость элемента «в плоскости» и «из плоскости» фермы;- расчетные длины элемента «в плоскости» и «из плоскости» фермы, соответственно, см; - радиус инерции относительно осей X и Y (Прил. № 1, табл. П. 1 [6]), см. При определении следует учесть, что расстояние между уголками, из которых составлен элемент фермы, равно толщине соединительной пластины, к которой они приварены с 2-х сторон. Выполним вычисления: = = 89,6; = = 78,4; = 89,6>40 = 0,95; = = 249,2 кН; = = 0,3.При расчете по потере устойчивости сжатых элементов пользуются формулой: = = 589,79 см4; = = 0,39.Теплотехническая часть. Выполним вычисления: = 125*4 = 500 мм; = = 7,88 ≈ 8 мм; = 0,3; = 640 оС; = 20,2мин; = 0,61; = 695 оС; = 22,4 мин. Здесь величина определяется на основании данных рис. П2 [6] в зависимости от, величина для = 8 мм определяется на основании данных рис. П1[6] по интерполяции между значением для = 5 мм и = 10 мм: = 0,3; = 640 оС; = 16 мин и = 23 мин; = 0,61; = 695 оС; = 18,5 мин и = 25 мин. Из полученных значений принимаем минимальное, т. е. = 20,2 мин. Элемент Н1Характеристики элемента:

сечение — L110×8; = 34,4 см²; = +326 кН; = 335 МПа. Статическая часть.Данный элемент работает на растяжение. Коэффициент изменения предела текучести: = = 271,7 кН; = = 0,24.Теплотехническая часть. Выполним вычисления: = 110*4 = 440 мм; = = 7,82 ≈ 8 мм; = 0,24; = 635оС; = 20,2 мин. Здесь величина определяется на основании данных рис. П2 [6] в зависимости от, величина для = 7 мм определяется на основании данных рис. П1 [6] по интерполяции между значением для = 5 мм и = 10 мм: = 16 мин и = 23 мин. Элемент Н2Характеристики элемента:

сечение — L110×8; = 34,4 см²; = +796 кН; = 335 МПа. Статическая часть.Данный элемент работает на растяжение. Коэффициент изменения предела текучести: = = 663,3 кН; = = 0,58.Теплотехническая часть. Выполним вычисления: = 110*4 = 440 мм; = = 7,82 ≈ 8 мм; = 0,58; = 615 оС; = 18,2 мин. Здесь величина определяется на основании данных рис. П2 [6] в зависимости от, величина для = 7 мм определяется на основании данных рис. П1 [6] по интерполяции между значением для = 5 мм и = 10 мм: = 14 мин и = 21 мин.

Список литературы

Мосалков И.Л., Плюснина Г. Ф., Фролов А. Ю. Огнестойкость строительных конструкций. — М.: ЗАО «Спецтехника», 2001

Демёхин В.Н., Михатайкин Е. М. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: Методические рекомендации по подготовке курсантов к семинарским занятиям. — СПб.: СПбУ МВД России, 2000. — 24 с. Пожарная профилактика в строительстве. /

Под ред. В. Ф. Кудаленкина: Учебник для вузов МВД СССР. — М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985. — 454Орловский Б.Я., Магай М. А. Основы проектирования гражданских и промышленных зданий: Учебное пособие. ;

М.: Стройиздат, 1980. — 240 с. Пожарная профилактика в строительстве: Учеб.

для пожарнотехнических училищ / Б. В. Грушевский, H. J1. Котов, В. И. Сидорук и др. — М.: Стройиздат, 1989. -

368 с. Вагин А. В., Лимонов Б. С., Шидловский Г. Л. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: Методические рекомендации по выполнению контрольной работы / Под общей ред. B.C. Артамонова. -

СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. — 54 с.