Стальная рабочая площадка промздания (стр. 5 из 5)

Положение нулевой точки:

Растягивающее усилие в анкерных болтах:

где

расстояние от центра тяжести эпюры сжатой зоны до геометрической оси колонны;

y = 1090 мм – расстояние от оси анкерных болтов до центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений.

Требуемая площадь сечения нетто одного анкерного болта:

Rba = 185МПа – расчётное сопротивление растяжению анкерных болтов из стали ВСт3кп2 по т.60*(1); n =2 – число анкерных болтов в растянутой зоне.

Принимаем болты диаметром 30 мм с площадью сечения нетто одного болта Abn = 5,60 см2 по т. 62(1) Минимальная длина заделки болта в бетоне l = 0,8 м по т.4.17

11.Расчёт и конструирование стропильной фермы

11.1 Конструктивная схема фермы

К расчёту и конструированию принята ферма с параллельными поясами пролётом:

и высотой сечения по центрам тяжести сечений поясов:

11.2 Конструкция кровли

Для заданного отапливаемого здания принимаем кровлю по Приложению 2 (6) с толщиной минераловатных плит повышенной твёрдости равной 120 мм со слоем пароизоляции и водоизоляционным слоем кровли из 3-х слоёв рубероида

11.3 Нагрузки на стропильную ферму

Вычисление суммарной расчётной постоянной и временной нагрузок, отнесённых к 1м2 покрытия

Вид нагрузки и расчёт	Нормативная нагрузка , кПа	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка , кПа
1. Постоянная нагрузка от веса кровли: слой гравия в мастике 20мм. 3 слоя рубероида минераловатная плита повышенной жёсткости t = 120мм. Профилированный лист марки НС-30-750-0,6 прогоны,	0,40 0,15 0,29 0,07 0,05	1,3 1,3 1,2 1,05 1,05	0,52 0,2 0,35 0,074 0,06
Итого:	0,96		1,20
2. Стропильные фермы со связями	0,25	1,05	0,26
Постоянная нагрузка, всего:	1,21		1,46
3. Временная снеговая нагрузка	0,7	1,4	0,98
Общая нагрузка:	1,91		2,44

Полная узловая нагрузка на ферму:

где dр =3м – длина панели верхнего пояса фермы;

11.4 Определение усилий в элементах фермы

Усилия в элементах фермы определяем по полной узловой нагрузки, расположенной во всех узлах верхнего пояса фермы. Для определения усилий используем таблицу усилий в элементах фермы от единичной узловой нагрузки F= 1 по Приложению 4(6)

Таблица №3

Элемент		Усилие кН от		yn	Расчетн. усилие N·yn, кН
Элемент		F = 1	F = 43,92	yn	Расчетн. усилие N·yn, кН
Верхний пояс	2-3	0	0	0	0
	3-5	-7,452	-327,3	0,95	-310,9
	5-6	-7,452	-327,3	0,95	-310,9
	6-8	-11,332	-497,7	0,95	-472,8
	8-9	-11,332	-497,7	0,95	-472,8
Нижний пояс	1-4	+4,064	178,5	0,95	169,6
	4-7	+9,871	433,5	0,95	411,9
	7-10	+11,805	518,5	0,95	492,6
Раскосы	1-3	-6,064	-266,3	0,95	-253,0
	3-4	+4,870	+213,9	0,95	+203,2
	4-6	-3,479	-152,8	0,95	-145,2
	6-7	+1,989	+87,4	0,95	+83,0
	7-9	-0,663	-29,1	0,95	-27,7
Стойки	4-5	-1,0	-43,92	0,95	-41,7
	7-8	-1,0	-43,92	0,95	-41,7
	9-10	0	0	0,95	0

11.5 Конструирование и расчёт элементов ферм

Согласно п.п. 2.1;3.1 и табл. 50*;51* (1) в качестве материала элементов ферм принимаем сталь С245 , а для узловых фасонок – С255. Толщина фасонок tф = 10мм. по Приложению 6 (6) при N1-3 = 253,0 кН.

Расчётные сопротивления:

- для элементов фермы Ry = 24 кН/см2, как для фасонного проката

t = 2÷20 мм;

- для фасонок – Ry = 25 кН/см2 при t = 10 мм;

Все элементы ферм из парных равнополочных уголков. Конструирование и расчёт элементов фермы выполнены в табличной форме. Пояса ферм приняты переменного сечения по длине фермы.

Требуемую площадь сечения определяем по формуле

Конструирование и расчёт элементов фермы

Элемент		Расч. усилие кН	Сечение	А см2	Длины, см			ix см	iy см	λx	λy	λu	φmin	yc	Несущая спос, кН	Запас надёж. %
Элемент		Расч. усилие кН	Сечение	А см2	l	lx	ly	ix см	iy см	λx	λy	λu	φmin	yc	Несущая спос, кН	Запас надёж. %
В.П.	2-6	310,9	╥100×7	27,6	300	300	300	3,08	4,45	97,4	67,4	126	0,55	0,95	346,1	11,3
В.П.	6-9	472,8	╥110×8	34,4	300	300	300	3,39	4,87	88,5	61,6	135	0,62	0,95	486,2	2,8
Н.П.	1-4	169,6	╥63×5	12,26	580	580	580	1,94	2,96	301,0	196,0	400		0,95	279,5	64,8
Н.П.	4-10	492,6	╥90×7	24,6	600	600	900	2,77	4,06	216,6	221,7	400		0,95	560,9	13,7
Раскосы	1-3	253,0	╥90×7	24,6	422	211	422	2,77	4,06	76,2	103,9	122	0,517	0,95	290,0	14,6
	3-4	203,2	╥50×5	9,6										0,95	218,9	7,7
	4-6	145,2	╥90×6	21,2	436	349	436	2,78	4,04	125,0	108,0	158	0,392	0,8	159,5	9,8
	6-7	83,0	╥50×5	9,6										0,95	218,9	163,7
	7-9	27,7	╥63×5	12,26	436	349	436	1,94	2,96	180	147	178	0,196	0,8	46,1	66,4
Стойки	4-5	41,7	╥63×5	12,26	310	248	310	1,94	2,96	128	105	183	0,375	0,8	88,3	111,8
Стойки	7-8	41,7	╥63×5	12,26	310	248	310	1,94	2,96	128	105	183	0,375	0,8	88,3	111,8

Замечания к таблице:

Расчётная длина ly элементов 6-8; 8-9 верхнего пояса принята равной расстоянию между центрами узлов верхнего пояса, т.к. они закреплены в этих точках от смещения из плоскости фермы прогонами, связанными с настилом кровли, как с жёстким диском.

Расчётная длина lx опорного раскоса 1-3 равна половине его геометрической длины, т.к. элемент 1-3 закреплён в середине дополнительным раскосом от смещения в плоскости фермы.

Сечение элемента 1-3 принято таким, как сечение нижнего пояса с целью унификации размеров сечений уголков.

В нижних растянутых поясах ферм не рекомендуется применять уголки менее 63×5 (элемент 1-4) по соображениям не повреждаемости пояса при транспортировке, складирования и монтаже. Для элементов решётки не следует применять уголки менее чем 50×5. При подборе элементов фермы учитывается также величина предельной гибкости согласно п.п. 6.15 и 6.16 (1).

11.6 Расчёт сварных соединений в ферме

Рассчитываем прикрепления элементов решётки из парных уголков к узловым фасонкам. Сварка полуавтоматическая в нижнем положении; диаметр сварочной проволоки 2 мм. Согласно табл.55(1) для конструкции группы 1 (по узловым фасонкам) из стали С255 принимаем флюс АН-348-А по ГОСТ 9087-81 и сварочную проволоку Св-08А по ГОСТ 2246-70.

Расчётные сопротивления: Rwf = 18 кН/см2, по табл.56 (1) и Rwz = 0.45·Run = 0,45·38=17,1 кН/см2, ( Run = 380 МПа = 38 кН/см2 для фасонного проката из стали С255 толщиной до 10 мм – по табл. 51(1)).

Требуемую расчётную длину швов для прикрепления одного уголка элемента решётки вычисляем по формулам 120; 121 п. 11.2 (1)

По прочности металла шва:

;

По прочности металла границы сплавления:

Коэффициенты:

βf = 0,9; βf = 1,05; при kf = 4÷8мм;

βz = 0,8; βz = 1,0; при kf = 9÷12мм; - по табл. 34(1).

Согласно п. 11.2 (1) ywf = 1; ywz = 1; по табл. 6(1) yс = 1, т.к. рассматриваемый случай в таблице отсутствует. Большую из вычисленных lw для каждого элемента распределяем на обушок и перо:

;

Вычисление длин швов для прикрепления элементов решётки.

Элемент	N, кН	Сечение	kf см	lwf см	lwz см	lwоб см	lwперо см	Прим.
1-3	253,0	2└ 90×7	0,5	15,6	14,1	13,0	7,0
3-4	203,2	2└ 50×5	0,4	15,7	14,2	13,0	7,0
4-6	145,2	2└ 90×6	0,4	11,2	10,1	10,0	6,0
6-7	83,0	2└ 50×5	0,4	6,4	5,8	6,0	6,0	констр.
7-9	27,7	2└ 63×5	0,4	2,1	1,9	6,0	6,0	констр.
5-4	41,7	2└ 63×5	0,4	3,2	2,9	6,0	6,0	констр.

Используемая литература

1. СНиП II-23-81*. «Стальные конструкции»/ Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.-96стр., изд.2001г. (Госстрой России).

2. СНиП 2.01.07-85. «Нагрузки и воздействия»/ Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.-36стр.+Дополнения, (Раздел 10. Прогибы и перемещения), изм. №2 от 2003г.

3. Пестряков В.П., Житянная Е.В., «Компоновка и статический расчёт поперечной рамы одноэтажного промздания». Метод. указ. для студентов специальности 290300 ПГС заочн. формы обучения./ НГАСА-Н.Новгород 1996г., 42стр.

4. Колесов А.И., «Расчёт стальных рам одноэтажных промзданий». Метод. указ. по курсовому и дипломному проектированию для спец. 1202 ПГС заочн. и вечерн. обучения./ ГИСИ.-Горький, 1984г. Вып.1 «Компоновка каркаса и статический расчёт поперечной рамы».-84стр. Вып.2 «Примеры статического расчёта поперечных рам стального каркаса».-72стр.

5. Колесов А.И., Житянная Е.В., «Конструктивный расчёт колонны одноэтажного промышленного здания». Метод. указ. для студентов специальности 290300 ПГС заочн. формы обучения./ НГАСУ-Н.Новгород 2000г., 22стр.