Поиск по сайту

Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

реферат на тему: Проектирование металлической фермы

скачать реферат

1. Исходные данные

Необходимо рассчитать и законструировать стропильную ферму покрытия пролётом 27 м. Шаг ферм 8 м, сечение элементов решетки фермы выполнены из парных уголков, пояса из тавров. Покрытие тёплое. Климатический район по снеговому покрову IV. Материал фермы сталь марки 14Г2 (ГОСТ 19282 73*), соответствует марке С345 по ГОСТ 27772-88*, соединения стержней в узлах фермы сварные, коэффициент надёжности по назначению зданий . Высота фермы по наружным граням поясов 3150 мм.

Рис. 1. Схема стропильной фермы

2. Сбор нагрузок на ферму

На ферму действуют два вида нагрузок: 1) постоянная от собственного веса конструкций покрытия; 2) временная снеговая, которую можно отнести только к кратковременной с полным нормативным ее значением. Величины расчетных нагрузок на 1 м2 (горизонтальной проекции) площади покрытия от собственного веса конструкции удобно определять в табличной форме.

Таблица 1. Определение нагрузок, действующих на ферму

Вид нагрузки и ее составляющиеНорма-тивная нагрузка ()Коэф-т надеж-ности по нагруз-кеРасчет-ная нагрузка ()1234Постоянная: - защитный слой гравия, на битумной мастике, t=20 мм, =20 кН/м3 - гидроизоляционный ковер из 4-х слоев рубероида - утеплитель из минераловатных плит t=100 мм, =2,5 кН/м3 - пароизоляция из одного слоя рубероида - цементная стяжка t=20мм - сборные железобетонные ребристые плиты 8 x 2,7 м - собственная масса фермы - связи покрытия 0,4

0,2

0,25

0,05

0,4

1,6 0,3 0,04

1,3

1,3

1,3

1,3

1,3

1,1 1,05 1,05 0,52

0,26

0,325

0,065

0,52

1,76 0,315 0,042Итого:

Временная

- снег по всему покрытию

1,4

Всего: 4,74-5,91 Значения погонных равномерно распределенных расчетных нагрузок от собственного веса конструкций и снега (в кН/м) определяются по формулам: QКР = qКР В = 3,81 8 = 30,48 кН/м ; РСНЕГА = РСН В = 2,1 8 =16,8 кН/м ; где В шаг ферм (В = 8 м); qКР, РСН расчетные нагрузки действующие на ферму из табл. 1

Общая нагрузка на промежуточные узлы фермы от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле: F1 = (QКР +PСНЕГА) d = (30,48 + 16,8) 2,7 = 127,66 кН; где d длина панели верхнего пояса (d = 2,7 м) Общая нагрузка на опорные стойки от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле : F2 = 0,5 F1 = 0,5 127,66 = 63,83 кН

Тогда, опорная реакция равна : 0,5 (2 F2+9 F1) =5 F1 = 0,5 (263,83 + 9127,66) =638,3 кН

Рис. 2. Схема загружения фермы.

3. Разработка схемы связей.

Сквозная плоская система (ферма) легко теряет свою устойчивость из плоскости. Чтобы придать ферме устойчивость, ее необходимо присоединить к какой-либо жесткой конструкции или соединить с другой фермой в результате чего образуется пространственно устойчивый брус. Для обеспечения устойчивости такого бруса (блока) необходимо, чтобы все грани его были геометрически неизменяемы в своей плоскости. Грани блока образуются двумя вертикальными плоскостями спаренных ферм, двумя перпендикулярными им горизонтальными плоскостями связей, расположенными по обоим поясам ферм, и тремя вертикальными плоскостями поперечных связей (две в торцах ферм и одна в коньке). Поскольку этот пространственный брус в поперечном сечении замкнут и достаточно широк, он обладает очень большой жесткостью при кручении и изгибе,
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

 поэтому потеря его общей устойчивости в изгибаемых системах невозможна.

Рис. 3. Связи, обеспечивающие устойчивость стропильных ферм. 4. Определение усилий в стержнях фермы

Значения усилий определяем методом сечений. За расчетную нагрузку фермы принимается расстояние между осями поясов. Уклоном верхнего пояса фермы при i = 0,015 можно пренебречь. cos = ; sin =

Рис.5. Расчетная схема фермы

mom1 = 3150 = 0 ; N1-4 = 0 (kH)·

(kH)

Усилие в стержне 9-11 отсутствует.

Рис. 6. Размеры элементов фермы и усилия в них

Таблица 2

Расчетные усилия в элементах фермы

ЭлементОбозначение Стержня Расчетные усилия, кНСЖАТИЕ РАСТЯЖЕНИЕ

Верхний пояс1 4004 6-875,34-6 8-875,34-8 10-1313,07-10 - 11-1313,07- Нижний пояс2 5-492,385 7-1148,947 9-1367,79 Стойки5 - 6-127,66-7 - 10-127,66-9 110-

Раскосы2 - 3-756,64-3 - 4-756,64-4 - 5-588,455 - 8-420,32-7 - 8-252,197 - 11-84,06-1 - 300

5. Подбор сечений стержней фермы Подбор сечения стержней верхнего пояса. Верхний пояс принимаем с изменением сечения. Подбираем сечение для стержней 1 4, 4-6 , для наибольшей нагрузки N4-6 = -875.34 kH Задаемся гибкостью = 90, расчетное сопротивление стали по пределу текучести Ry=315 МПа по табл. 51* /1/, коэффициент продольного изгиба = 0, 527 по табл. 72 /1/. Требуемая площадь сечения

Принимаем профиль 17,5ШТ1, А = 47 см2, ix =4,5 см, iy= 5,96 см. Гибкость стержня x = [x] = 132; х = min =0,783 y = [y] = 136,2; y = 0,849 Предельные гибкости ; ; ; . Проверка устойчивости стержня . Недонапряжение составляет 20%, но при меньшем профиле возникает перенапряжение. Если принять тавр 25БТ1 и тавр 30БТ1 для стержней 8 10 и 10 11, получим перерасход металла. Окончательно принимаем профиль 17,5ШТ1

Подбираем сечение для стержней 8 - 10, 10 11, для нагрузки N = -1313,07 kH Задаемся гибкостью = 90, Ry=315 МПа, по табл. 72 /1/ = 0, 527. Требуемая площадь сечения

Принимаем профиль 20ШТ1, А = 62 см2, ix =5,13 см, iy= 7,19 см. Гибкость стержня x = [x] = 127,8; х = min = 0,816 y = [y] = 133,2; y = 0,909 Предельные гибкости ; ; ; . Проверка устойчивости стержня . Недонапряжение составляет 13%, но при меньшем профиле возникает перенапряжение. Окончательно принимаем профиль 20ШТ1

Проверка местной устойчивости стенки сжатого пояса

Проверяем местную устойчивость стенок сжатого пояса для стержней 1 4, 4-6 и 6 - 8, по формуле 91*/1/ где hw,ef = h t R= 16,93 1,28 2,0 = 13,65

Местная устойчивость стенок тавра обеспечена.

Проверяем местную устойчивость стенок сжатого пояса для стержней 8 - 10 и 10 - 11. где hw,ef = h t R= 194,3 - 14,2 - 22 = 158,1мм = 15,81 см

Местная устойчивость стенок тавра обеспечена.

Подбор сечения стержней нижнего пояса.

Нижний пояс принимаем с изменением сечения по длине. Подбираем профиль для стержня 2 - 5 и рассчитываем его на усилие N = 492,38 кН. Требуемая площадь сечения

Принимаем тавр 13БТ1 , А = 17,65 см2, ix = 3,78 см, iy= 2,64 см. Гибкость стержня x = [] = 400; y = [] = 400. Проверка прочности стержня 5-7 . Условие соблюдается.

Подбираем профиль для стержня 5 7, 7 - 9 и рассчитываем его на усилие N = 1367,79 кН. Требуемая площадь сечения

Принимаем тавр 25БТ1 , А = 45,9 см2, ix = 7,57 см, iy= 4,22 см. Гибкость стержня x = [] = 400; y = [] = 400.

Проверка прочности стержня 5-7 . Условие соблюдается.

скачать реферат

---

1 2 3