Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания (стр. 4 из 6)

Расчет узлов фермы

Стержни фермы в узлах связываются листовыми фасонками, к которым они прикрепляются с помощью электросварки.

Конструктивная длина шва по обушку определяется по формуле

длина шва по перу определяется по формуле

где α- коэффициент, учитывающий долю усилия, приходящегося на обушок

N- усилие в стержне, кН

β_f-коэффициент провара (при ручной сварке β_f=0,7)

K_f1, K_f2- толщины швов соответственно по обушку и по перу, см

R_wf- расчетное сопротивление угловых швов среза по металлу шва,

равное при использовании электродов типа Э50: R_wf= 21 кН/см²

γ_wf- коэффициент условий работы шва; γ_wf=1

Коэффициент αпринимаем равным: для равнополочных уголков α=0,7.

Толщина шва по перу уголка принимается на 2 мм меньше толщины полки уголка, но не менее 4 мм. Максимальная толщина шва по обушку уголка не должна превышать 1,2t_min, где t_min-толщина более тонкого элемента (фасонки или полки уголка).

Минимальная длина шва должна составлять 4 К_f или 40 мм. Максимальная расчетная длина шва не должна превышать 85β_f К_f .

Узел «Е»

Определим длины швов поясов «6» и «7» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем l_w1 = 22 см.

Длина шва по перу

lw₂ = 13 см.

К_f1 = 8мм = 0,8см. K_f2 = 6 мм = 0,6 см.

Определим длины швов пояса «30» и «26» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем lw₁ =4 см.

Длина шва по перу

lw₂ = 4 см.

К_f1 = 8 мм = 0,8 см. K_f2 = 6 мм = 0,6 см.

Определим длины швов пояса «22» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем lw₁ =4 см.

длина шва по перу

lw₂ = 4 см.

К_f1 = 8 мм = 0,8 см. K_f2 = 8 мм = 0,8 см.

Рассчитанные длинышвов наносятся на схему узла, после чего выявляются размеры фасонки и ее очертание. Принимаемое очертание фасонки должно быть простым, желательно прямоугольным.

Узел Е должен иметь опорное ребро 16…25мм. Минимальная ширина ребра 180 мм.

Таблица сварных швов в узлах фермы

Узел	Обозначение стрежней	Расчетное усилие, кН	Катет шва, см		Длина шва, мм		Конструктивная длина шва, мм
			По обушкуKf1	По перуKf2	По обушку	По перу	По обушкуL1	По перуL2
Е	22	85	0,8	0,8	4	4
	26	53	0,8	0,6	4	4
	30	53	0,8	0,6	4	4
	6	693	0,8	0,6	22	13
	7	693	0,8	0,6	22	13

Общая расчетная длина сварных швов (см), прикрепляющихгоризонтальную накладку к полкам уголков по одну сторону стыка:

где N- усилие в стержне нижнего пояса, помыкающем к монтажному узлу ,кН.

Более подробно с конструкциями узлов стропильных ферм и особенностями их расчета следует ознакомиться по рекомендуемой литературе (1);(5);(7).

Итогом проектирования стропильной фермы является составление спецификации металла на отправочный элемент, форму которой следует принять по учебнику (1).

5.Расчетпоперечнойрамыкаркаса

Определение нагрузок на раму.

На раму действуют нагрузки

а) постоянная – от собственного веса конструкций

б)кратковременные: снеговая; крановая – вертикальная от давления колес мостового крана и горизонтальная от торможения тележки; ветровая.

Рис. Рама

А) Постоянная нагрузка на раму. На стойку рамы будет действовать опорная реакция ригеля (кН) V_g=g₁L/2, где L- пролет ригеля (фермы); g₁ – погонная расчетная нагрузка, кН/м²

V_g=23,88·24/2=286,56 кН

б) Снеговая нагрузка на раму. На стойку рамы будет действовать соответствующая опорная реакция ригеля (кН) V_р=S₁L/2, где S₁ – погонная расчетная снеговая нагрузка, кН/м²

V_р=4,2·24/2=50,4 кН

Вертикальные крановые нагрузки. Крановая нагрузка на поперечную раму определяется от двух сближенных кранов, расположенных таким образом, чтобы нагрузка была наибольшей.

Расчетная вертикальная сила (кН), действующая на стойку (колонну), к которой приближены тележки кранов

D_max=γ_f·n_c·F_{n max}·Σy_i+G,

где F_nmax- наибольшее давление колеса

γ_f- коэффициент надежности по нагрузке, γ_f=1,1

Σy_i- сумма ординат влияния для опорного давления на колонну

n_c– коэффициент сочетания: n_c=0,85

G- вес подкрановой балки, кН

Ординаты линий влияния y₁=0,267, y₂=1; y₃=0,8; y₃=0,066.

D_max=1,1·0,85·315·(0,267+1+0,8+0,066)+10,5 =717,36 кН

Расчетная вертикальная сила, действующая на другую стойку рамы

D_min=γ_f·n_c·F_{n min}·Σy_i+G,

где F_nmin- наименьшее давление колеса на кран (кН)

F_{n min}=(P+G_c)/n₀- F_{n max}

P- грузоподъемность крана

G_c- общий вес крана с тележкой

n₀- число колес на одной стороне крана n₀=2

F_nmin=(300+520)/2- 315=95 кН

D_min=1,1·0,85·95·2,4+10,5=223,68 кН

Горизонтальные крановые нагрузки.

Расчетная горизонтальная сила (кН)

T_c= γ_f·n_c·T_n·Σy_i,

где T_n- нормативная горизонтальная сила при торможении тележки,

приходящаяся на одно колесо крана.

Горизонтальная сила T_cможет действовать на левую или правую стойку рамы, причем как в одну, так и в другую сторону.

T_c= 1,1·0,85·10,5 ·2,4=23,6 кН

Ветровая нагрузка.

Расчетное значение погонной ветровой нагрузки в стойке рамы (кН/м):

С наветренной стороны (положительное давление):

g_w= γ_f·c·K·W_оB

g_w= 1,4·0,8·1·0,48·6=3,2кН/м

С заветренной стороны

g_w^´= γ_f·c^´·K·W_оB

g_w^´= 1,4·0,6·1·0,48·6=2,4 кН/м

где γ_f=1,4 – коэффициент надежности по нагрузке; с, c^´ - аэродинамические коэффициенты,

Схема к определению

ветровой нагрузки (для местности типа А) равные в данных условиях

соответственно 0,8 и 0,6

К – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по

высоте, К=1

W_c- нормативное значение ветрового давления ,

В- шаг поперечных рам,

Ветровая нагрузка (кН), действующая на шатер, заменяется сосредоточенными силами, приложенными на уровне ригеля:

С наветренной стороны F_w= γ_f·c·K·W_о·B·h

С заветренной стороны F_w^´= γ_f·c^´·K·W_о·B·h

где К- коэффициент, равный 1

h- высота шатра, м

F_w= 1,4·0,8·1·0,48·6·3,1=10 кН

F_w^´= 1,4·0,6·1·0,48·6·3,1=7,5 кН

Суммарная силаFw_о= F_w+ F_w^´cчитается приложенной к левой стойке рамы на уровне низа ригеля.

Fw_о=10+7,5=17,5 кН

В курсовом проекте разрешается считать конструкцию стенового заполнения самонесущей, опирающееся на фундаменты. Поэтому вес стеновых ограждающих конструкций при расчете рамы не учитывается.

Определение усилий в стойках рамы

Фактическая высота верхней части колонны (стойки) (м):

l₂=h_g+h_r+H₂-0,15,

где h_g– фактическая высота подкрановой балки с учетом выступающей части опорного ребра

h_g=600 мм;

h_r– высота кранового рельса; h_r=120мм

l₂=0,6+0,12+3,4-0,15=3,97м

Фактическая высота нижней части колонны (м):

l1=l-l2=11,2-3,97=7,2м

Далее следует предварительно принять соотношение между жесткостями сечений верхней и нижней частей колонны:

где J1; J2 -моменты инерции сечений нижней и верхней частей колонны.

Расчетная схема рамы и характерные сечения стойки

Определение усилий в стойках рамы

Усилия в стойках рамы от постоянной нагрузки

От действия силы Vg( рис.16 ) на уровне ступени колонны вследствие смещения осей верхней и нижней частей стойки возникает изгибающий момент

где е - эксцентриситет, равный приближенно:

е=0.5*(1000-500)=250мм

М_g=286,56*0,25=71,64кН*м

Нормальная сила в ригеле рамы от постоянной нагрузки (то есть лишнее неизвестное) (кН):