576 (Проектирование металлической фермы), страница 2

;

;

;

.

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 h_w,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 h_w,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, i_x = 3,78 см, i_y= 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, i_x = 7,57 см, i_y= 4,22 см.

Гибкость стержня

_x =  [] = 400;

_y =  [] = 400.

Проверка прочности стержня 5-7

 .

Условие соблюдается.

Подбор сечений сжатых раскосов и стоек производим по методике подбора сечений сжатых верхних поясов фермы, растянутых раскосов – по методике подбора сечений растянутых поясов фермы.

Подбираем сечение из парных уголков для стержней 5 - 6, 7 – 10 – не опорный раскос (сжатый) с внутренним усилием N = - 127,66 кН

Задаемся гибкостью –  = 100, по табл. 72 /1/  = 0,433.

Требуемая площадь сечения

Принимаем ┘└ 70x6, А = 16,3 см², i_x =2,15 см, i_y= 3,25 см.

Гибкость стержня

_x =  [_x] = 156

_x = _min = 0,324

_y =  [_y] = 171,6; _y = 0,456

Предельные гибкости

;

;

;

.

Проверка устойчивости стержня

 .

Условие соблюдается.

Сечение для стойки 9 – 11 принимаем конструктивно, для уменьшения количества типа профилей принимаем ┘└ 70x6

Стержень 5 - 8.

Задаемся гибкостью –  = 100, по табл. 72 /1/  = 0,433.

Требуемая площадь сечения

Принимаем 2└ 125 x 80x8, А = 32 см², i_x =4 см, i_y= 5,98 см.

Гибкость стержня

_x =  [_x] = 157,8

_x = _min = 0,564

_y =  [_y] = 166,8; _y = 0,678

Предельные гибкости

;

;

;

.

Проверка устойчивости стержня

 .

Условие соблюдается.

Стержень 7 – 11.

Задаемся гибкостью –  = 100, по табл. 72 /1/  = 0,433.

Требуемая площадь сечения

Принимаем 2└ 90x 56x6, А = 23,74 см², i_x =2,88 см, i_y= 4,42 см.

Гибкость стержня

_x =  [_x] = 180

_x = _min = 0,336

_y =  [_y] = 180; _y = 0,477

Предельные гибкости

;

;

;

.

Проверка устойчивости стержня

 .

Условие соблюдается.

Стержень 2 - 4

Задаемся гибкостью –  = 100, по табл. 72 /1/  = 0,433.

Требуемая площадь сечения

Принимаем 2└125x80x10, А = 39,4 см², i_x =3,98 см, i_y= 5,98 см.

Гибкость стержня

_x =  [_x] =135

_x = 0,817

_y =  [_y] = 126; _y = _min = 0,675

Предельные гибкости

;

;

;

.

Проверка устойчивости стержня

 .

Условие соблюдается.

Подбираем профиль для стержня 4 - 5 и рассчитываем его на

усилие – N =588,45 кН.

Требуемая площадь сечения

Принимаем тавр 2└ 75×50×8 , А = 18,94 см², i_x = 2,35 см, i_y= 3,75 см.

Гибкость стержня

_x =  [] = 400;

_y =  [] = 400.

Проверка прочности стержня 4 - 5

 .

Условие соблюдается.

Подбираем профиль для стержня 7 - 8 и рассчитываем его на

усилие – N =252,19 кН.

Требуемая площадь сечения

Принимаем тавр 2└ 63×40×6 , А = 11,8 см², i_x = 1,99 см, i_y= 3,21 см.

Гибкость стержня

_x =  [] = 400;

_y =  [] = 400.

Проверка прочности стержня 7 - 8

 .

Условие соблюдается.

Что бы уменьшить количество типов профилей для не напряженного раскоса 1 - 3 конструктивно принимаем сечение 2└ 63×40×5.

Опорную стойку принимаем конструктивно из сварного симметричного двутавра. Конструктивные особенности, катеты швов указаны в графической части проекта и главе «Конструирование монтажных узлов» данной пояснительной записки.

Результаты расчета стержней фермы приведены в табл.3

6. Расчет сварных швов.

Для присоединения стержней применяем полуавтоматическую сварку в

среде углекислого газа сварочной проволокой СВ-10НМА d = 2 мм по

ГОСТ 2246-70*.

Коэффициенты и расчетные сопротивления, принимаемые при расчете по металлу шва:

_f = 0,9; _wf = 1; R _wf = 240 МПа

_f _wfR _wf = 0,91240 = 216 МПа,

где : #G0 - расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва, принимается по табл. 56*/1/ ;

#G0 - коэффициенты для расчета углового шва по металлу шва, принимается по табл. 34*/1/ ;

При расчете по металлу границы сплавления

_z = 1,05; _wz = 1; R _wz = 0,45R _un = 0,45490 = 220,5 МПа,

_z _wzR _wz = 1,051220,5 = 231,5 МПа;

где :

#G0 = 490 МПа - временное сопротивление стали разрыву, принимаемое равным минимальному значению по государственным стандартам и техническим условиям на сталь ;

- коэффициенты для расчета углового шва по металлу границы сплавления табл 56*/1/;

- расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границы сплавления;

_f _wfR _wf = 216 МПа  _z _wzR _wz = 231,5 МПа,

Расчет ведем по металлу шва

#G0

#G0

Несущая способность сварных швов определяется прочностью металла сварного шва и вычисляется по формуле

,

где N_об(п) – усилие, действующее на обушок (перо) уголков;

n – количество швов (n = 2);

a – длина шва на непровар (а = 1-2 см);

k_f – катет сварного шва.

k_{f, min}  k_f  k_{f, max},

где k_{f, min} – минимальный катет шва, определяемый по табл. 38* /1/;

k_{f, max} – максимальный катет шва, равный:

для шва по обушку 1,2 t_уг;

для шва по перу

k_{f, max} = t_уг – 1мм, при t_уг  6мм;

k_{f, max} = t_уг – 2мм, при t_уг = 7 – 16мм;

здесь t_уг – толщина прикрепляемого уголка.

Стержень 2 - 4

Шов по обушку

см. Принимаем l_w = 15 см.

Шов по перу

см. Принимаем l_w = 10 см.

Стержень 4 - 5

Шов по обушку

см. Принимаем l_w = 12 см.

Шов по перу

см. Принимаем l_w = 8 см.

Стержень 5 - 8

Шов по обушку

см. Принимаем l_w = 9 см.

Шов по перу

см. Принимаем l_w = 6 см.

Стержень 7 - 8

Шов по обушку

см. Принимаем l_w = 8 см.

Шов по перу

см. Принимаем l_w = 6 см.

Стержень 7 - 11

Шов по обушку

см. Принимаем l_w = 6 см.

Шов по перу

см. Принимаем l_w = 6 см.

Стержень 5 – 6 (7 - 10)

Шов по обушку

см. Принимаем l_w = 6 см.

Шов по перу

см. Принимаем l_w = 6 см.

Результаты расчета размеров сварных швов сводим в табл. 4.

Таблица 4

Таблица расчета швов

Номер стер-жня	Сечение	[N], кН	Шов по обушку			Шов по перу
			Nоб, кН	kf, мм	lw, см	Nп кН	kf, мм	lw, см
2 – 4	2└125x80x10	756,64	529,64	9	15	227	6	10
4 – 5	2└75x50x8	588,45	411,9	9	12	176,55	6	8
5 – 8	2└125x80x8	420,32	294,22	9	9	126,1	6	6
7 – 8	2└75x50x6	252,19	176,53	6	8	75,66	5	6
7 – 11	2└90x56x6	84,03	58,83	6	6	25,2	5	6
5 – 6 (7 - 10)	┘└ 70x6	127,66	89,36	6	6	38,3	5	6

Сварку не напряженных стержней 1 –3 и 9 – 11, выполняем конструктивно соответственно с катетами швов по обушку 9 мм и 6 мм длиной 7 см, катетами швов по перу 6мм и 5мм длиной 7см.

7. Конструкция монтажных узлов фермы.

1. Опорный узел

Принимаем толщину фасонки 12 мм. Опорный лист принимаем толщиной

10 мм, ширина 160, длина 180.

Ширина фасонки 100мм, длина 260мм

Катет швов прикрепляющих фланец к стойке принимаем 7мм, сварной шов по всей длине фланца

2) Укрупнительный стык (нижний)

Накладку принимаем толщиной 16 мм. шириной 150 и длиной 600.