МетРама (1209692), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Поскольку условие прочности выполняется, принимается уголок №7.

2.1.5. Расчёт внутренних прогонов

Прогоны с внутренней стороны устраиваются с той же целью, что и сверху, плюс ко всему они воспринимают изгибающий момент от собственного веса и веса утеплителя. Шаг принят таким же, как и для несущих прогонов – 1 м. Нагрузка от собственного веса прогонов принимается в размере 20% от нагрузки утеплителя: :

;

;

где - нагрузка от утеплителя; b_ут и h_ут – соответственно ширина и высота плиты утеплителя, b_ут = 1 м, h_ут = 0,2 м; _ут – плотность утеплителя, согласно [3, прил.3*] для пенополистирола _ут = 100 кг/м³.

q_ут = 10,21001,2= 0,24 кН/м.

Собственный вес кг/м.

кН/м.

Требуемый момент инерции сечения по формуле:

;

.

Принимаем равнополочный уголок №4,5 по ГОСТ 8509-93 (масса кг/п.м, размеры в см: b=4,5, t=0,4; А=3,48; I_x=6,63; z₀=1,26).

Уточняется полная нагрузка на прогоны:

;

q_пв = 0,24 + 0,0273 = 0,267 кН/м.

Проверим принятый прогон по прочности. Максимальный момент в середине пролёта:

М = q_пвB²/8 = 0,2672,8² / 8 = 0,26 кНм.

Проверка на прочность изгибаемых элементов осуществляется по формуле:

;

где = 235 МПа – расчётное сопротивление [16, табл.51*]; =1,05 – коэффициент условий работы по [16, табл.6* п.8б]; W_n - момент сопротивления:

.

Поскольку условие прочности выполняется, принимается уголок №7.

2.1.6. Расчет несущей рамы мансарды на ЭВМ

Расчет выполнен программным комплексом "ЛИРА - Windows". Программный комплекс предназначен для численного исследования на ЭВМ прочности и устойчивости конструкций, а так же и для автоматизированного выполнения ряда процессов конструирования. ВК "ЛИРА - Windows" обеспечивает исследование широкого класса конструкций: пространственные стержневые системы, произвольные пластинчатые и оболочечные системы, рамно – сязевые конструкции высотных зданий, многослойные конструкции.

Статические нагрузки моделируют силовые воздействия от сосредоточенных сил или распределенных сил и моментов, температурного нагрева и перемещений отдельных областей конструкции. Динамические нагрузки моделируют воздействия землетрясений, пульсирующего потока ветра, ударные воздействия

В основу расчета положен метод конечных элементов в перемещениях. В качестве основных неизвестных приняты следующие перемещения узлов:

- X - линейное по оси X;

- Y - линейное по оси Y;

- Z - линейное по оси Z;

- UX - угловое вокруг оси X;

- UY - угловое вокруг оси Y;

- UZ - угловое вокруг оси Z.

В ВК «Лира-Windows» реализованы положения следующих разделов СНиП (с учетом изменений на 1.01.97):

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия

СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции

СНиП II -7 – 81* Строительство в сейсмичных районах

СНиП II -23– 81* Стальные конструкции

В результате работы ВК «ЛИРА – Windows» получают перемещения узлов схемы, усилия (напряжения) в ее элементах от статических воздействий. Результаты отображены графически и могут быть представлены в таблицах, кроме того, они используются при определении расчетных сочетаний усилий.

Целью расчета является, получение результата о напряженном состоянии в конструкции рамы и перемещений в системе от расчетных нагрузок.

2.1.6.1. Расчет рамы

Основной несущий элемент конструкции покрытия мансарды, является поперечная рама. Ширина грузовой полосы для средней рамы В = 2,8 м. Определяется расчётная нагрузка от веса покрытия и собственного веса рамы на 1 п.м (собственныё вес принят для двутавра №20):

;

где b – ширина грузовой полосы, b = 1м; - вес рамы, кН/м.

q_р = (1,154 + 0,267)2,81+ 0,227 = 4,21 кН/м.

Дальнейший расчет ведется при помощи комплекса «Лира 8.0».

Необходимые исходные данные приведены в таблице 2.1 (координаты и раз меры приведены в метрах). Номера узлов и стержней показаны на рисунке 2.1.

Таблица 2.1 – Исходные данные для расчёта на ПЭВМ.

Приняты следующие схемы загружения:

1. Собственный вес и вес покрытия;

2. Ветровая нагрузка слева;

3. Снеговая нагрузка на весь пролёт.

Результаты расчета на ПЭВМ перемещений и усилий М, N, и Q с затяжкой и без нее, приведены в табл. 2.2, 2.3 и 2.4.

Нумерация расчетных элементов и узлов приведены на рисунке 2.7 и 2.8.

Рисунок 2.7 – Расчетные элементы

Рисунок 2.8 – Расчетные узлы

Таблица 2.2 – Перемещений в раме (мм).

Таблица 2.3 – Усилия в раме с затяжкой (тс, тс*м).

Таблица 2.4 – Усилия в раме без затяжки (тс, тс*м).

Так же программа выдает результаты расчетов о перемещениях и эпюры М, N и Q. (рис. 2.9, 2.10, 2.11, 2.12).

Рисунок 2.9 – Перемещение элементов рамы

Из рисунка 2.9 видно, что левая часть несущей рамы ушла вниз и в право, в следствии снеговой и ветровой нагрузки, что повлекло искажению правой части. Перемещение рамы изображено схематически, не в масштабе. Цифровые значения по перемещениям указаны в табл. 2.2. Анализ перемещений позволяет сделать вывод, что перемещения находятся в пределах допуска и не являются опасными.

Рисунок 2.10 – Эпюра М

Рисунок 2.11 – Эпюра N

Рисунок 2.11 – Эпюра Q

Из эпюр видно, что рама находится сжато – изогнутом состоянии.

2.1.6.2. Подбор высоты двутаврового сечения

Для марки стали ВСт3пс6 в соответствии с [16, табл.51а] расчётное сопротивление при толщиной полки до 15 мм составляет:

R_y = 235 МПа; R_u = 350 МПа.

Коэффициент условий работы по [14, табл.6* п.8б] равен: =1,05.

Расчет на прочность сжато – изогнутых элементов выполняется по формуле [16, (50)]:

.

Принимаем двутавр №20 (А= 26,8 см², W=184 см³).

Из таблицы 2.3 для 1 элемента в 1 сечении нормальные напряжения в верхней части сечения равны:

,

в нижней части сечения:

.

Поскольку условие выполняется принимается двутавр №20. Конструкция рамы получается недонапряжена, но из – за конструктивных особенностей покрытия мансарды (утеплителя h=20 см), принять двутавр меньшего номера, под действующие нагрузки, не является возможным.

Проверка на устойчивость выполняется по формуле:

;

где _е – коэффициент для сжато – изогнутых элементов постоянного сечения, определяется по [16, табл. 74], в зависимости от условной гибкости и приведенного относительного эксцентриситета m_ef, определяется по формуле:

;

где  - эксцентриситет влияния формы сечения, определяется по [16, табл. 73], в зависимости от и m; - относительный эксцентриситет (здесь e – эксцентриситет, , W – момент сопротивления сечения W=23,1х10^-6 м³).

.

Согласно [16, табл. 73] =1,2, следовательно , тогда согласно [16, табл. 74] методом двойной интерполяции _е = 207,2:

.

Условие устойчивости выполняется, следовательно данная конструкция несущей стальной рамы (двутавр №20) приемлема.

2.1.6.3. Расчет затяжки

Стальная несущая рама, по мимо изгибающих и сжимающих усилий, испытывает и распор. Для восприятия растягивающих усилий (распор), устраивается затяжка.

Затяжка находится в центрально – растянутом состоянии. Расчет на прочность элементов конструкции, подверженных центральному растяжению силой N, следует выполнить по формуле:

;

Для марки стали ВСт3пс6 в соответствии с [16, табл.51а] расчётное сопротивление при толщиной полки до 10 мм составляет:

R_y = 235 МПа; R_u = 350 МПа.

Характеристики

Список файлов ВКР