Конструкции городских зданий и сооружений (стр. 2 из 2)
Стержни фермы рассчитываются, как центрально сжатые на устойчивость или как центрально растянутые на прочность.
Расчетная длина сжатого стержня в плоскости фермы и из плоскости:
где мx(y)– коэффициент расчетной длины при потере устойчивости в плоскости (x-x) и из плоскости (y-y) фермы табл. 11/1/; l0x(0y) – геометрическая длина стержня (расстояние между точками закрепления от смещения в плоскости x-x(y-y)).
Точками закрепления узлов фермы от поперечного смещения могут являться связи, плиты покрытия, прогоны и т.п. Расчетная длина стержней заносится в таблицу 3.
В таблице производим расчет максимального усилия растяжения и сжатия в каждом стержне.
Принимаем марку стали ВСт3пс6–10 мм табл. 50 [1]; группа 2
Rуn = 245 мПа; Run = 370 мПа; Rу = 240 мПа; Ru = 240 мПа табл. 51 [1]
Подбор сечений сжатых стержней начинается с определения требуемой площади:
где N – расчетное сжимающее усилие, действующее в стержне, кН (табл. 2);
гс =0,9 – коэффициент условий работы (табл. 6/1/); ц =0,99 – коэффициент продольного изгиба, определяется по табл. 72/1/ в зависимости от гибкости стержня л.
В первом приближении коэффициент ц можно определить по заданной гибкости:
· для поясов легких ферм л = 60ч80.
· для решетки легких ферм л=100ч120.
По полученной требуемой площади по сортаменту подбирается подходящий профиль с условием Ax ≥ Aтр. Из сортамента выписываются основные геометрические характеристики сечения: Ax, ix; iy, результаты заносятся в таблицу 3.
Требуемая площадь сечения растянутого стержня определяется из условия прочности по формуле:
где N – расчетное растягивающее усилие, действующее в стержне (табл. 2), кН; гс – коэффициент условий работы (табл. 6/1/).
По требуемой площади по сортаменту подбирается подходящий профиль с условием Аx ≥ Атр. Из сортамента выписываются основные геометрические характеристики сечения: Аx, ix, iу, результаты заносятся в таблицу 3.
По полученным усилиям подбираем сечения растянутых и сжатых стержней, производим проверки прочности для сжатых стержней:
для растянутых стержней:
проверка жесткости:
лx(y)=lx(y)/ix(y)≤[л].
2.5 Конструирование и расчет узлов ферм
Для построения узлов фермы и определения габаритов фасонок определяем длины сварных, соединяющих стержни.
Назначаем характеристики швов:
Сварка полуавтоматическая. Сварочная проволока Св 08. Расчетные характеристики сварного углового шва:
Rw¦=180 МПа – табл. 56/1/; gw¦=1 – п. 11.2/1/; gс=1,1 – табл. 6/1/; b¦=0,7 – табл. 34;
Rwz=0,45Run=0,45×370=166.5 МПа – табл. 3/1/; gс=1,1 – табл. 6/1/; gwz=1-п. 11.2/1/; bz=1 – табл. 34;
Принимаем k¦=5 мм (табл. 38).
Для расчета принимается максимальная длина.
Полная длина сварного шва состоит из шва на обушке и шва на пере
где
; 
– длина сварного шва соответственно на обушке и на пере.Длина шва на обушке и на пере определяется из равенства статических моментов относительно центра тяжести сечения создаваемых швом на обушке и швом на пере.
,конструктивный ферма стропильный стержень
где h – высота сечения стержня; z0 – расстояние от обушка до центра тяжести сечения.
Расчетные характеристики сварного углового шва:
разрушение по металлу шва
разрушение по границе сплавления:
Длина сварного шва определяется из выражения:
;Полученные длины сварных швов приведены в таблице 4 «Расчетные длины сварных швов»
Таблица 4. Расчет длины сварных швов
| №Стерж | Nmax | LwО | LwП | Lw |
| Верхний пояс | ||||
| А-1 | 40 | 43,5 | 14,5 | 58 |
| Б-2 | 39.16 | 43 | 14 | 57 |
| В-5 | -93.18 | 101 | 34 | 135 |
| Г-6 | -94 | 102 | 34 | 136 |
| Д-8 | -171.8 | 186 | 62 | 248 |
| Е-9 | -171.5 | 186 | 62 | 248 |
| Ё-11 | -203.56 | 220 | 74 | 294 |
| Ж-12 | -162.5 | 176 | 59 | 235 |
| З-14 | -162.5 | 176 | 59 | 235 |
| И-15 | -162.5 | 176 | 59 | 235 |
| К-17 | -162.5 | 176 | 59 | 235 |
| Л-18 | -170.54 | 184 | 62 | 246 |
| М-20 | -93.18 | 101 | 34 | 135 |
| Н-21 | -93.18 | 101 | 34 | 135 |
| О-24 | 37 | 40 | 14 | 54 |
| П-25 | 37 | 40 | 14 | 54 |
| Нижний пояс | ||||
| 1-Т | -35.44 | 38 | 13 | 51 |
| З-Т | -74.336 | 80 | 27 | 107 |
| 4-С | -74.336 | 80 | 27 | 107 |
| 7-С | 159.4 | 172 | 58 | 230 |
| 10-С | 178.73 | 193 | 65 | 258 |
| 13-С | 151.87 | 164 | 55 | 219 |
| 16-С | 168.53 | 182 | 61 | 243 |
| 19-С | 145.2 | 158 | 52 | 210 |
| 22-С | -96.3 | 104 | 35 | 139 |
| 23-Р | -96.3 | 104 | 35 | 139 |
| 25-Р | -35.44 | 38 | 13 | 51 |
| Раскосы | ||||
| 5–4 | 185 | 200 | 67 | 267 |
| 3–2 | 46.44 | 50 | 17 | 67 |
| 8–7 | 29 | 31 | 11 | 42 |
| 7–6 | -79.63 | 86 | 29 | 115 |
| 11–10 | -19.7 | 22 | 7 | 29 |
| 10–9 | -24.54 | 27 | 9 | 36 |
| 14–13 | 36 | 39 | 13 | 52 |
| 13–12 | 38.9 | 42 | 14 | 56 |
| 17–16 | -7.07 | 7 | 3 | 10 |
| 16–15 | -17.9 | 19 | 7 | 26 |
| 20–19 | -76.45 | 82 | 28 | 110 |
| 19–18 | 28.66 | 31 | 11 | 42 |
| 24–23 | 42.66 | 104 | 35 | 139 |
| 22–21 | 179.9 | 195 | 65 | 260 |
| Стойки | ||||
| 2–1 | -19.41 | 21 | 7 | 28 |
| 4–3 | -147.7 | 160 | 53 | 213 |
| 6–5 | -19.41 | 21 | 7 | 28 |
| 9–8 | -18.26 | 19 | 7 | 26 |
| 12–11 | -19.41 | 21 | 7 | 28 |
| 15–14 | -17.7 | 19 | 7 | 26 |
| 18–17 | -17.7 | 19 | 7 | 26 |
| 21–20 | -17.7 | 19 | 7 | 26 |
| 23–22 | -141.76 | 154 | 51 | 205 |
| 25–24 | -17,72 | 19 | 7 | 26 |
Минимальная длина шва 50 мм
2.5 Узлы фермы
Для избежания дополнительных усилий необходимо центрировать стержни в узлах по осям, проходящим через их центры тяжести с округлением до 5 мм. Для уменьшения действия сварочных напряжений стержни решетки не доводят до поясов на расстояние: а=6t+20 = 56 мм, а≤80 мм
· где t = 6 мм – толщина фасонки.минимальная длина нахлеста 5t=5*6=30, где t – максимальная толщина фасонки либо полки уголка.
Литература
1. СНиП II – 23 – 81. Стальные конструкции. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 96 с.
2. СНиП 2.01.07 – 85. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 36 с.
3. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов / Е.И. Беленя, В.А. Балдин, Г.С. Ведерников и др.; Под общей редакцией Е.И. Беленя. – 6-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 560 с.
4. Металлические конструкции. В 3-х т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб. Пособие для строит. Вузов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – М.: Высш. Шк. 1997. – 527 с.
5. Металлические конструкции. В 3-х т. Т.2 Конструкции зданий: Учеб. Пособие для строит. Вузов/ В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – М.: Высш. Шк. 1999. – 528 с.
6. Расчет стальных конструкций: Справ. пособие / Я.М. Лихтарников, Д.В. Ладыжский, В.М. Клыков. – 2-е изд., перераб. И доп. – Киев: Будивельник, 1984. – 386 с.
7. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. В 2-х т. Т. 1 /Под ред. А.А. Уманского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М: Стройиздат, 1972. –600 с.