Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Определение расчетных длин стержней фермыСтр 1 из 6Следующая ⇒
Расчет фермы 1.1 Дополнение к заданию для расчета фермы Шаг стропильных ферм b = 12 м; Материал конструкций – группа конструкций – 2; пояса – сталь марки 09Г2С гр. 1, фас., t = 4-10 мм, Ry = 335 МПа; решетка – сталь марки ВСт 3 пс: гр. 1, фас., t = 4-10 мм, Ry = 230 МПа; Материал фасонок 18 Гпс; Сварка полуавтоматическая, β f = 0, 9, сварочная проволока СВО8А; Коэффициент условий работы γ с = 1, 0; Расчетные характеристики: Ry = 230 МПа, Rs = 130 МПа, Rwf = 180 МПа, Rр = 351 МПа. Сопряжение ригеля с колонной – шарнирное.
1.2 Сбор нагрузок
Рисунок 1 - Геометрическая схема фермы из труб для L = 24 м
Постоянные нагрузки на 1 м2 от массы конструкций покрытия приведены в таблице 1. Таблица 1 - Сбор нагрузок
Узловая нагрузка от веса конструкций покрытия
Временная узловая нагрузка от массы снегового покрова. Снеговая нагрузка по заданию . , т.к. Узловая нагрузка
1.3 Определение усилий в элементах фермы Рассмотрим определение усилия в панели верхнего пояса В3: - от постоянной нагрузки - ; - от снеговой нагрузки - . Где - усилие в панели от загружения вертикальной единичной силой (по справочной таблице 14 [3]). Таблица 2 – Расчетные усилия в элементах фермы
Определение расчетных длин стержней фермы Определение расчетных длин стержней фермы производим в табличной форме (см. табл. 3) согласно указаниям СНиП «Стальные конструкции» и на основании справочных таблиц 14 и 26 [3].
Подбор сечений элементов Расчет сжатых элементов: ; Расчет растянутых элементов: , где φ – коэффициент продольного изгиба, в первом приближении задается: для поясов 0, 7-0, 8, элементов решетки 0, 5-0, 6; γ с – коэффициент условий работы, равный для верхнего и нижнего пояса, опорного раскоса и всех растянутых раскосов 0, 95; для сжатых раскосов и стоек при λ > 60 – 0, 8. Подбор сечений в панели В3 ( )
По сортаменту (табл. 17 [3]) принимаем сечение труб 219х5, A=33, 6 см2, . Проверка принятого сечения: (по табл. 26 [3]) ; φ = 0, 87 (по табл. 25[3]), отсюда
Аналогично производим подбор сечений всех остальных стержней. Конечные результаты записываем в табличной форме – см. табл. 3.
Расчет узлов фермы Стержни раскосов решетки из круглых труб прикрепляют непосредственно к поясам впритык сварными швами с проверкой их несущей способности ( – усилие в раскосе). Стойки, имеющие сплющенные концы, прикрепляют к поясам угловыми швами.
Опорный узел
Рисунок 4 - Опорный узел
Опорная реакция воспринимается опорным фланцем. Проверка опорного фланца на смятие .
Компоновка рамы Основные величины: – наименьшая отметка головки кранового рельса, которая задается из условия необходимой высоты подъема крюка над уровнем пола, – расстояние от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия , где – вертикальный габарит крана; – зазор, установленный по требованиям техники безопасности; – размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия . Окончательно (кратно ). Внутренний габарит цеха Принимаем (кратно ). Высота верхней части стойки , где – из расчета подкрановой балки; – высота кранового рельса КР-100 (по ГОСТ – табл. 2.5 [4]). Высота нижней части стойки
Высота стойки рамы
Высота фермы на опоре - для типовых ферм с i = 1, 5% Высота покрытия от низа ригеля до конька кровли . Определяем размер элементов рамы по горизонтали , , . Привязка наружной грани колонны к разбивочной оси , т.к. . Ширина верхней части колонны . Необходимо, чтобы ; имеем . Ширина нижней части колонны , где , т.к. и нет необходимости устройства проходов в надкрановой части колонны. Условие необходимой жесткости колонны
Габарит безопасности движения крана . условие свободного прохода крана обеспечивается. Рисунок 6 -Конструктивная схема рамы
Конструктивная схема рамы показана на рис. 6., расчетная схема – на рис 10.
Постоянные нагрузки
Покрытие принято холодное. Постоянная распределительная поверхностная нагрузка от покрытия
Таблица 4
Постоянная линейная нагрузка на ригель , где – угол ската кровли. Для покрытий промзданий принимается сosα = 1 из-за малости угла ската. Расчетное давление на колонну от покрытия:
Расчетный сосредоточенный момент в уровне уступа: , где – расстояние между осями надкрановой и подкрановой части колонны, м.
Нагрузки от стенового ограждения при расчете рамы не учитывается, т.к. стены приняты из ребристых панелей толщиной 300 мм. Нагрузка от них передается на фундаментные балки. Рисунок 7
Снеговая нагрузка
, т.к. т.е. Расчетная поверхностная снеговая нагрузка на покрытие
, т.к. - см. СНиП «Нагрузки и воздействия». Расчетная линейная снеговая нагрузка на ригель . Расчетное давление на колонну от снеговой нагрузки . Расчетный сосредоточенный момент в уровне уступа .
Нагрузки от мостовых кранов
Вертикальное давление на среднюю колонну продольного ряда определяется от действия двух сближенных кранов с помощью линий влияния опорного давления (см. рис. 8). Ординаты линий влияния , Пролет крана .
Рисунок 8 –Размещение катков двух сближенных кранов на одном подкрановом пути По ГОСТ на краны . Масса крана с тележкой , сила тяжести . Нагрузка от подкрановых конструкций определяется приближенно по данным таб. 2.2[6]. площади пола.
Расчетное максимальное давление на колонну , где – коэффициент сочетаний для двух кранов легкого и среднего режимов работы, – наибольшее давление колеса крана, – сумма ординат линии влияния опорного давления на колонну (см. рис. 8), – давление подкрановых конструкций.
Расчетное минимальное давление на колонну Минимальное давление колеса крана на подкрановый путь
Расчетное минимальное давление на колонну: . Крановые моменты , где – эксцентриситет, принимаемый предварительно – для крайних ступенчатых колонн. .
Ветровая нагрузка
Ветровой район – см. таб. 5 СНиП 2.01.07-84*. Тип местности . Расчетные погонные нагрузки на стойку рамы от активного давления и отсоса равны: , , , . Коэффициент зависит от высоты и типа местности (см. п. 6.5 СНиП 2.01.07-85*). на отметке ; на отметке ; на отметке . Промежуточные значения определяем линейной интерполяцией. В уровне низа ригеля на отметке ; в верха покрытия на отметке .
Рисунок 9– Схема ветровой нагрузки на раму; а – по нормам проектирования; б – приведенная к эквивалентной; в – расчетная схема
Расчетные погонные нагрузки от ветра на стойку рамы: на высоте до ; . на высоте до ; . в уровне ригеля на высоте ; . в уровне верха покрытия на высоте ; . Ветровая нагрузка, действующая на участке от низа ригеля до наиболее высокой точки здания, заменяется сосредоточенной силой, приложенной в уровне низа ригеля рамы.
Момент в заделке стойки от ветрового напора Эквивалентная равномерно распределенная ветровая нагрузка ; . Ветровая нагрузка, действующая на шатер: . Таблица 5
Расчетная схема Определяем соотношения моментов инерции , , при , , .
Принимаем: , , . ; . Вычисляем погонные жесткости ; ; . При расчете на нагрузки, приложенные к стойкам допускается принимать , если выполняется условие . Расчетная схема показана на рис. 10.
Рисунок 10 – Расчетная схема
Статический расчет
Учитывая симметрию рамы и нагрузки, пренебрегаем горизонтальным смещением верхних узлов рамы. Определяем изгибающие моменты в колоннах от действия моментов и , как в отдельных несмещаемых стойках. Схема загружения рамы от воздействия равномерно распределенных нагрузок на ригель показана на рис. 11.
Рисунок 11 – Схема загружения рамы Снеговая нагрузка
Эпюры и от снеговой нагрузки получаем умножением ординат эпюр от постоянной нагрузки на соотношение . Рисунок 14 - Эпюры и от снеговой нагрузки
Расчет на нагрузки, приложенные к стойкам Условно закрепленная рама (т.е. основная система) показана на рис 15.
Рисунок 15
В расчете принято . Неизвестное смещение рамы определяем из уравнения , где – смещающая горизонтальная сила. Определяем моменты от единичного смещения верхних узлов рамы (см. рис. 16).
Рисунок 16 - К расчету на нагрузки, приложенные к стойкам
, где . ;
Эпюра используется в расчете на крановые и ветровые нагрузки.
2.4.3 Вертикальное давление кранов , и крановые моменты , Определяем моменты в стойках условно закрепленной рамы, когда и приложены к левой стойке, и к правой. ; . Для левой стойки: ;
Для правой стойки: ;
Реакция в дополнительной связи условно разделенной рамы:
Горизонтальная смещающая сила , где – коэффициент опорного действия, учитывающий пространственность системы. Для кровли со стальным профилированным настилом при наличии мостовых кранов грузоподъемностью , .
Определяем смещение рамы в системе каркаса
Определяем значения моментов в стойках рамы и строим эпюры и (см. рис. 17). Для левой стойки: ; ; ; ; ; . Для правой стойки: ; ; ; ; . Рисунок 17 - Схема загружения и эпюры и от кранового давления , 2.4.4 Горизонтальное давление кранов на раму Для упрощения расчета силу принимаем действующей в уровне уступа левой колонны. Определяем реакцию связи и моменты в левой стойке для условно закреплен-ной рамы. . при ; . ; ; ; . В правой стойке . С учетом пространственной работы каркаса смещающая горизонтальная сила в уровне ригеля
Смещение рамы в системе каркаса
Определяем значения моментов в стойках рамы и строим эпюру (см. рис. 18).
Для левой стойки: ; ; . Проверка . Для правой стойки: ; ;
.
Рисунок 18 - Схема загружения и эпюры и от поперечного торможения
При изменении направления силы знаки усилий меняются на обратные, поэтому в таблице усилий они вносятся со знаком ±. Продольными силами в стойках от воздействия силы пренебрегаем. 2.4.5 Ветровая нагрузка Ветер слева. Определяем значения моментов и реакций в дополнительной связи условно закрепленной рамы. ; ;
Реакция дополнительной связи . Считаем, что все рамы загружены одинаково и имеют равные смещения D. Из уравнения определяем перемещение рамы. . Моменты : Для левой стойки: ; . Для правой стойки: ; . Определяем значения моментов и поперечных сил от ветровой нагрузки. Строим эпюры и (см. рис. 19). Для левой стойки:
; . Для правой стойки: ; . Продольными силами от воздействия ветра пренебрегаем. Поперечная сила в сечении 1-1 может быть определена как сумма опорных реакций , где – реакция в заделке левой стойки условно закрепленной рамы от активного давления ветра; – реакция от смещения рамы на D=1, равная . ; ; ; ; ; .
Правильность определения поперечных сил в заделках стоек можно проверить тождеством:
Оценим погрешность вычислений . Поперечные силы в сечении 3-3 ; .
Далее составляем сводную таблицу усилий в левой стойке и таблицу расчетных усилий. Рисунок 19 - Схема загружения и эпюры и от ветровой нагрузки
Т а б л и ц а 6 -Усилия в левой стойке рамы
Та б л и ц а 7 - Расчетные усилия для левой стойки
База подкрановой ветви Требуемая площадь плиты . По конструктивным соображениям свес плиты тогда , принимаем . принимаем . Напряжение в бетоне под плитой . Центр тяжести плиты совмещается с центром тяжести ветви. Траверсы базы крепятся сварными швами и полками ветви, они делят плиту на три участка 1, 2, 3. Первый и второй – консольные с вылетами соответственно и , третий оперт по контуру, его размеры: и , толщина траверсы принята 12 мм. Изгибающие моменты на отдельных участках: . здесь , так как . Требуемая толщина плиты . Принимаем tпл = 30 мм. Высоту траверсы определяем из условия размещения четырех швов креплений траверс ветви. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d = 1, 4…2 см, кш = 0, 8 см. Требуемая длина шва: . Принимаем . Проверка прочности траверсы на изгиб и срез не требуется, т.к. вылет траверсы 5 см по отношению к высоте 40 см очень мал.
База наружной ветви Требуемая площадь опорной плиты , , принимаем . Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно . При толщине траверсы 12 мм
Размеры участков 3 и 4: длина участков одинаковая: , ширина участка 3: а3 = 12 см, участка 4 – . Участки 1 и 2 консольные, с вылетами , участки 3 и 4 оперты по контуру с отношением сторон . Напряжение в бетоне под плитой . Изгибающие моменты на отдельных участках: . . По наибольшему изгибающему моменту в плите базы подкрановой ветви назначаем . С учетом расчета подкрановой ветви принимаем tпл = 30 мм. Траверсы принимаем с размерами: tтр=12 мм, .
3.6.3 Расчет анкерных болтов
Расчетное сочетание в сечении 1-1 NminMcоот:
Наибольшее усилие растяжения . Требуемая площадь болтов нетто . Принимаем четыре анкерных болта типа IV d = 56 мм, с . Расчет фермы 1.1 Дополнение к заданию для расчета фермы Шаг стропильных ферм b = 12 м; Материал конструкций – группа конструкций – 2; пояса – сталь марки 09Г2С гр. 1, фас., t = 4-10 мм, Ry = 335 МПа; решетка – сталь марки ВСт 3 пс: гр. 1, фас., t = 4-10 мм, Ry = 230 МПа; Материал фасонок 18 Гпс; Сварка полуавтоматическая, β f = 0, 9, сварочная проволока СВО8А; Коэффициент условий работы γ с = 1, 0; Расчетные характеристики: Ry = 230 МПа, Rs = 130 МПа, Rwf = 180 МПа, Rр = 351 МПа. Сопряжение ригеля с колонной – шарнирное.
1.2 Сбор нагрузок
Рисунок 1 - Геометрическая схема фермы из труб для L = 24 м
Постоянные нагрузки на 1 м2 от массы конструкций покрытия приведены в таблице 1. Таблица 1 - Сбор нагрузок
Узловая нагрузка от веса конструкций покрытия
Временная узловая нагрузка от массы снегового покрова. Снеговая нагрузка по заданию . , т.к. Узловая нагрузка
1.3 Определение усилий в элементах фермы Рассмотрим определение усилия в панели верхнего пояса В3: - от постоянной нагрузки - ; - от снеговой нагрузки - . Где - усилие в панели от загружения вертикальной единичной силой (по справочной таблице 14 [3]). Таблица 2 – Расчетные усилия в элементах фермы
Определение расчетных длин стержней фермы Определение расчетных длин стержней фермы производим в табличной форме (см. табл. 3) согласно указаниям СНиП «Стальные конструкции» и на основании справочных таблиц 14 и 26 [3].
Подбор сечений элементов Расчет сжатых элементов: ; Расчет растянутых элементов: , где φ – коэффициент продольного изгиба, в первом приближении задается: для поясов 0, 7-0, 8, элементов решетки 0, 5-0, 6; γ с – коэффициент условий работы, равный для верхнего и нижнего пояса, опорного раскоса и всех растянутых раскосов 0, 95; для сжатых раскосов и стоек при λ > 60 – 0, 8. Подбор сечений в панели В3 ( )
По сортаменту (табл. 17 [3]) принимаем сечение труб 219х5, A=33, 6 см2, . Проверка принятого сечения: (по табл. 26 [3]) ; φ = 0, 87 (по табл. 25[3]), отсюда
Аналогично производим подбор сечений всех остальных стержней. Конечные результаты записываем в табличной форме – см. табл. 3.
Расчет узлов фермы Стержни раскосов решетки из круглых труб прикрепляют непосредственно к поясам впритык сварными швами с проверкой их несущей способности ( – усилие в раскосе). Стойки, имеющие сплющенные концы, прикрепляют к поясам угловыми швами.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 268; Нарушение авторского права страницы