Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания (стр. 4 из 7)

2 уголка
А, см²	I_x, см	i_y, см
9,60	1,53	2,53

Проверка на прочность

σ = N⁺/ (A) =27999,72 / 9,60 = 2916,6 кг/см²< 3150 кг/см²

Проверка на устойчивость

λ_х= l_x / i_x= 312,4 / 1,53 = 204,18 < [λ] = 400

λ_у= l_y / i_y= 390,5 / 2,53 = 154,35 < [λ] = 400

Раскос (г-д)

N= -15707,16 кг, [λ]= 150, δ_ф= 12 мм, l₀= 431,4 см, γ_c = 0,8

l_x= μ_xl₀= 0,8*431,4 = 345,1 см

l_y= μ_yl₀= 1*431,4 = 431,4 см

Примем λ=120, тогда φ =0,332

A_треб=N⁺/ (R_yγ_c)=15707,16 / (3150*0,8*0,332) = 18,77 см²

Назначаем 2 уголка 90х90х7 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками

2 уголка
А, см²	I_x, см	i_y, см
24,6	2,77	4,13

Проверка на устойчивость

λ_х= l_x / i_x= 345,1 / 2,77 = 124,6 < [λ] = 150 => φ = 0,311

λ_y= l_y / i_y= 431,4 / 4,13 = 104,5 < [λ] = 150 => φ = 0,429

Проверка на прочность

σ = N/ (A*φ) = 15707,16 / 0,311*24,6 = 2053 кг/см² < 2520 кг/см²

Раскос (д-е)

N= 4780,44кг, [λ]= 400, δ_ф= 12 мм, l₀= 431,4 см, γ_c = 1

l_x= μ_xl₀= 0,8*431,4 = 345,1 см

l_y= μ_yl₀= 1*431,4 = 431,4 см

A_треб=N⁺/ (R_yγ_c)=4780,44 / 3150*1 = 1,52 см²

Назначаем 2 уголка 50х50х5 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками

2 уголка
А, см²	I_x, см	i_y, см
9,60	1,53	2,53

Проверка на прочность

σ = N⁺/ (A) = 4780,44 / 9,60 = 497,9 кг/см²< 3150 кг/см²

Проверка на устойчивость

λ_х= l_x / i_x= 345,1 / 1,53 = 225,5 < [λ] = 400

λ_у= l_y / i_y= 431,4 / 2,53 = 170,5 < [λ] = 400

Раскос (ж-и)

N^-= -4361,4кг, N⁺ = 21990,6 кг, [λ]= 150, δ_ф= 12 мм, l₀= 453,4 см, γ_c = 0,8(N^-), γ_c = 1(N⁺)

l_x= μ_xl₀= 0,8*453,4 = 362,72 см

l_y= μ_yl₀= 1*453,4 = 453,4 см

Назначаем 2 уголка 80х80х7 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками

2 уголка
А, см²	I_x, см	i_y, см
21,6	2,45	3,74

Проверка на устойчивость

λ_х= l_x / i_x= 362,72 / 2,45 = 148,1 < [λ] = 150 => φ = 0,224

λ_y= l_y / i_y= 453,4 / 3,74 = 121,2 < [λ] = 150 => φ = 0,327

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N^-/ (A*φ) = 4361,4 / 0,224*21,6 = 901,4 кг/см² < 2520 кг/см²

Проверка на прочность растянутого элемента

σ = N⁺/ A = 21990,6 / 21,6 = 1018,1 кг/см² < 3150 кг/см²

5. Подбор сечения стоек

Стойка (в-г)

N^-= -6829,2кг, [λ]= 150, δ_ф= 12 мм, l₀= 280 см, γ_c = 0,8(N^-),

l_x= μ_xl₀= 0,8*280 = 224 см

l_y= μ_yl₀= 1*280 = 280 см

Назначаем 2 уголка 56х56х5 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками

2 уголка
А, см²	I_x, см	i_y, см
10,8	1,72	2,77

Проверка на устойчивость

λ_х= l_x / i_x= 224 / 1,72 = 130,2 < [λ] = 150 => φ = 0,285

λ_y= l_y / i_y= 280 / 2,77 = 101,1 < [λ] = 150 => φ = 0,452

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N/ (A*φ) = 6829,2 / 0,285*10,8 = 2218,7 кг/см² < 2520 кг/см²

Стойка (е-ж)

N^-= -6829,2кг, [λ]= 150, δ_ф= 12 мм, l₀= 340 см, γ_c = 0,8(N^-),

l_x= μ_xl₀= 0,8*340 = 272 см

l_y= μ_yl₀= 1*340 = 340 см

Назначаем 2 уголка 63х63х5 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками

2 уголка
А, см²	I_x, см	i_y, см
12,3	1,94	3,04

Проверка на устойчивость

λ_х= l_x / i_x= 272 / 1,94 = 140,2 < [λ] = 150 => φ = 0,247

λ_y= l_y / i_y= 340 / 3,04 = 111,8 < [λ] = 150 => φ = 0,382

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N/ (A*φ) = 6829,2 / 0,247*12,3 = 2247,9 кг/см² < 2520 кг/см²

Стойка (и-и’)

N^-= -3414,6кг, [λ]= 150, δ_ф= 12 мм, l₀= 370 см, γ_c = 0,8(N^-),

l_x= μ_xl₀= 0,8*370 = 296 см

l_y= μ_yl₀= 1*370 = 370 см

Назначаем 2 уголка 70х70х5 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками

2 уголка
А, см²	I_x, см	i_y, см
13,7	2,16	3,30

Проверка на устойчивость

λ_х= l_x / i_x= 296 / 2,16 = 137,0 < [λ] = 150 => φ = 0,259

λ_y= l_y / i_y= 370 / 3,30 = 112,1 < [λ] = 150 => φ = 0,380

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N/ (A*φ) = 3414,6 / 0,259*13,7 = 962,3 кг/см² < 2520 кг/см²

2.3.Конструирование и расчет узлов фермы

Сварку применяем полуавтоматическую с соответствующим коэффициентом β_f= 0,7.

R_wf– расчетное сопротивление сварного шва. Для стали марки 09г2с электрод Э-46 с расчетным сопротивлением R_wf=2050 кг/см². Коэффициент γ_wf также принимается равным 1.

Перед рассчетом следует рассчитать минимальные и максимальные катеты сварных швов по перу (kⁿ_f) и по обушку (k^o_f) по следующим формулам:

k^o_f_max = 1,2 * б_min,

kⁿ_f_max = б_угл – 2 мм,

k_f_min = 4 мм.

Длину сварного шва определяют по следующим формулам:

по обушку

l_w^о= 0.5α^o*N / β_f*K_f^o*R_wf*γ_wf*γ_c

по перу

l_w^п= 0.5α^п*N / β_f*K_f^п*R_wf*γ_wf*γ_c

где α^о и α^п – коэффициенты, учитывающие неравномерность усилия, приходящегося на обушок и перо, которые для равнополочных уголков соответственно равны 0,7 и 0,3, а для неравнополочных 0,75 и 0,25. Следует учитывать следующие условия:

- что геометрическая длина шва l_ш на 1 см больше l_w,

- l_w

40 мм,

- l_w

4*K_f.

При построении промежуточных узлов становится известна длина фасонки l_ф, а так как сварные швы и по перу и по обушку будут во всю длину фасонки, то остается сделать только проверку прочности швов по следующим формулам:

для верхнего пояса

где

;

для нижнего пояса

Расчет промежуточных узлов.

Узел 1:

Расчет швов по обушку и по перу на раскосах к фасонке представлены в таблице:

Элемент	N, кг	Уголок	K^o_f, мм	Kⁿ_f, мм	l^o_w, мм	lⁿ_w, мм	l^o_ш, мм	lⁿ_ш, мм
а-б	-48487,32	125x125x8	10	6	118,26	84,47	130	95
б-в	27999,72	50x50x5	6	4	113,82	73,17	125	85

Длины швов на верхнем поясе:

l₁= 315 мм, l₂= 180 мм, l₃= 695 мм.

Усилия на верхнем поясе:

N_лев= 14723 кг,

N_прав= -59414,04 кг.

Проверка швов:

кг/см².

Узел 2:

Расчет швов по обушку и по перу на стойке к фасонке представлен в таблице:

Элемент	N, кг	Уголок	K^o_f, мм	Kⁿ_f, мм	l^o_w, мм	lⁿ_w, мм	l^o_ш, мм	lⁿ_ш, мм
в-г	-6829,2	56x56x5	6	4	27,76	17,85	50	50

Длина шва на верхнем поясе:

l= 155 мм

Усилия на верхнем поясе:

N_лев=N_прав= -59414,04 кг.

Проверка шва:

кг/см².

Узел 3:

Расчет швов по обушку и по перу на стойке и на раскосах к фасонке представлен в таблице:

Элемент	N, кг	Уголок	K^o_f, мм	Kⁿ_f, мм	l^o_w, мм	lⁿ_w, мм	l^o_ш, мм	lⁿ_ш, мм
б-в	27999,72	50x50x5	6	4	113,82	73,17	125	85
в-г	-6829,2	56x56x5	6	4	27,76	17,85	50	50
г-д	-15707,16	90x90x7	10	6	38,31	27,36	50	50

Длины швов на нижнем поясе:

l^о=lⁿ=495мм.

Усилия на верхнем поясе:

N_лев=37560,06 кг,

N_прав= 69657,84 кг.

Проверка шва:

;

Узел 4:

Расчет швов по обушку и по перу на раскосах к фасонке представлены в таблице: