Курсовая работа: Стальной каркас одноэтажного производственного здания
а) Условие прочности центрально-растянутого элемента:
σ=N/An≤Ry*gс,
где: N – расчетное усилие в рассматриваемом стержне;
Ry – расчетное сопротивление материала;
Аn – площадь сечения стержня нетто;
gс – коэффициент условий работы, gс=1 (для растянутых элементов).
Требуемая площадь центрально-растянутого элемента из условия прочности:
Anтр≥N/Ry
Далее подбираем равнополочные уголки по ГОСТ 8509-93.
б) Условие устойчивости центрально-сжатого стержня:
σ=N/(φ*A)≤Ry*gс,
где: А – площадь сечения элементов брутто;
j – коэффициент продольного изгиба, который зависит от
гибкости стержня l.
Коэффициент условия работы учитывают для тех стержней
решетки, которые получаются с небольшим сечением гибкостью l ³ 60 и которые могут легко деформироваться во время изготовления,
транспортирования и монтажа фермы. Следовательно, для сжатых раскосов (кроме
опорного) и стоек при l ³ 60 gс=0,8.
Требуемая площадь центрально-сжатого стержня из условия
устойчивости:
Aтр≥N/(φ*gс*Ry)
т.к. коэффициент j в неявном виде зависит от площади сечения, то задачу решают
методом последовательных приближений. В первом приближении задаемся: для поясов
l=80…100, для раскосов и стоек l=100…120.
Определив j в зависимости от l и
Ry вычисляем величину Атр в первом приближении, из сортамента подбираем соответствующие
профили уголков.
Необходима проверка принятого сечения по условию устойчивости:
сжатый стержень потеряет устойчивость в той плоскости, относительно которой
гибкость максимальная, т.к. при этом j минимальный. Поэтому вычисляем гибкости lx и ly:
lx=lefx/rx,
ly=lefу/rx,
где lefx –
расчетная длина сжатого стержня в плоскости фермы;
lefу – то же, из
плоскости фермы;
rx, ry – радиусы инерции сечения относительно осей х и у.
Для верхнего пояса расчетная длина стержня:
lefx=l,
где l – расстояние между центрами узлов.
Расчетная длина опорного раскоса:
lefx=0,5*l.
Для остальных сжатых стержней раскосов и стоек вводится
коэффициент опорного защемления m=0.8, так что расчетная длина будет:
lefx=0,8*l,
Для определения расчетных длин сжатых стержней из плоскости
фермы рассматривается схема связей по верхним поясам ферм.
Связи по верхним поясам ферм уменьшают расстояние между
узлами, закрепленными от горизонтального смещения, поэтому:
lefу=lзакр,
где lзакр
– расстояние между закрепленными от горизонтального смещения точками (при
беспрогонной системе покрытия lзакр
равно шагу узлов фермы верхнего пояса).
Для сжатых раскосов и стоек расчетная длина при расчете
устойчивости из плоскости фермы принимается по формуле lefx=l.
Слабозагруженные сжатые стержни решетки рассчитываются по
предельной гибкости, а сечения подбирают по требуемому радиусу инерции:
rminтр=lefу/lпр.
Предельная гибкость:
- для сжатых стержней поясов и опорных раскосов: lпр=180-60*α;
- для сжатых стержней раскосов и стоек: lпр=210-60*α;
- для растянутых стержней: lпр=400,
где α=N/(φmin*A*Ry*gс)≥0.5.
Толщину фасонок назначаем конструктивно, исходя из величины
усилий в опорном раскосе: при N=-406.05принимаем толщину фасонки tф=12 мм.
Во избежание повреждения при транспортировке и монтаже
наименьший уголок принимается с размерами 50х5 мм.
Все расчеты сведены в таблицу 5.
Таблица
5
Таблица подбора сечений стержней ферм
(толщина фасонки tф=12 мм, уклон i=0, сталь С245, Ry=240 МПа)
Элемент |
Обозначение
стержня |
Расчетное
усилие |
Сечение, мм |
Площадь
сечения, см2 |
Геометрическая
длина, мм |
Расчетная длина,
см |
Радиусы
инерции, см |
Гибкости |
Предельная
гибкость |
Коэф.
продольного изгиба |
Коэф. условий
работы |
Расчетное
напряжение, МПа |
Недонапряжение,
% |
- |
- |
N |
b |
t |
А |
l |
lxеf |
lуеf |
rx |
ry |
lx |
ly |
lпр |
jmin |
gc |
σ |
∆ |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
ВП |
В-1 |
245.07 |
125 |
9 |
43.9 |
2800 |
280 |
280.0 |
3.81 |
5.63 |
73.4 |
49.7 |
400 |
- |
0.95 |
55.9 |
308.2 |
|
Г-3, Д-4 |
-460.43 |
125 |
9 |
43.9 |
3000 |
300 |
300 |
3.81 |
5.63 |
78.7 |
53.3 |
140 |
0.696 |
0.95 |
-150.8 |
51.2 |
|
Е-6 |
-620.07 |
125 |
9 |
43.9 |
3000 |
300 |
300 |
3.81 |
5.63 |
78.7 |
53.3 |
127 |
0.696 |
0.95 |
-203.1 |
12.2 |
|
НП |
А-2 |
258.78 |
100 |
7 |
27.3 |
5800 |
580 |
580 |
3.05 |
4.56 |
190.2 |
127.2 |
400 |
- |
0.95 |
94.8 |
140.5 |
|
А-5 |
582.26 |
100 |
7 |
27.3 |
6000 |
600 |
600 |
3.05 |
4.56 |
196.7 |
131.6 |
400 |
- |
0.95 |
213.3 |
6.9 |
|
Раскосы |
1-2 |
-406.03 |
110 |
8 |
34.3 |
4220 |
211 |
422 |
3.36 |
4.99 |
62.9 |
84.6 |
123 |
0.651 |
0.8 |
-181.7 |
5.6 |
|
2-3 |
311.68 |
63 |
6 |
14.7 |
4250 |
425 |
425 |
1.92 |
2.97 |
221.2 |
143.2 |
400 |
- |
0.95 |
211.4 |
7.8 |
|
4-5 |
-199.23 |
100 |
7 |
27.3 |
4360 |
348.8 |
436 |
3.05 |
4.56 |
114.4 |
95.7 |
160 |
0.452 |
0.8 |
-161.6 |
18.8 |
|
5-6 |
85.33 |
50 |
5 |
9.8 |
4250 |
425 |
425 |
1.53 |
2.41 |
278.7 |
176.5 |
400 |
- |
0.95 |
87.5 |
160.5 |
|
Стойки |
3-4 |
-84.02 |
63 |
6 |
14.7 |
3090 |
247.2 |
309 |
1.92 |
2.97 |
128.6 |
104.1 |
162 |
0.371 |
0.8 |
-153.4 |
25.1 |
|
6-7 |
-84.02 |
63 |
6 |
14.7 |
3090 |
247.2 |
309 |
2.97 |
2.97 |
83.3 |
104.1 |
175 |
0.515 |
0.8 |
-110.6 |
73.6 |
|
Для ферм пролетом 24 м оптимальное количество типоразмеров - 4…5, и сечения
поясов не меняют, поэтому окончательно принимаем:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |