6. расчетно-конструктивный раздел (1218316), страница 3
Текст из файла (страница 3)
qn=10,83Н/м- равномерно распределенная погонная постоянная нагрузка.
а=3м. - расстояние между узлами фермы.
Крайнюю узловую нагрузку принимаем как произведение погонной нагрузки на половину расстояния между узлами:
Определение расчетных усилий в стержнях фермы.
Усилия в стержнях статически определимой фермы можно найти, используя программу “Lira”, результаты расчета приведены в таблицах.
Составление таблицы расчетных усилий в стержнях фермы.
Для определения расчетных усилий в стержнях фермы составляем наивыгоднейшие комбинации загружения каждого стержня. При комбинации усилий от постоянной и снеговой нагрузки принимаются с коэффициентом сочетания ns=1(табл 1.1).
Усилия от опорных моментов учитываются только тогда, когда они догружают стержень или приводят к большему по абсолютному значению усилию с обратным знаком, чем усилия от вертикальных нагрузок. При учете усилий от опорных моментов снеговая нагрузка вводится с коэффициентом сочетания ns=0.9, так как в опорных моментах есть и другие кратковременные нагрузки.
Таблица 2.4 Таблица определения расчетных усилий в стержнях фермы.
Элементы фермы | № стержня | Усилия от отдельных загружений | Расчетные усилия | |||||
Усилия от постоянной нагрузки | Снег | Усилия от опорных моментов | № загружения | Значение усилий | ||||
nc=1 | nc=0,9 | |||||||
1 | 2 | 2а | 3 | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
Верхний пояс | 5 | 0 | 0 | 0 | -0,707 | 1,2,3,4 | -0,707 | |
6 | -190,2 | -182,19 | -163,97 | 0,757 | 1,2 | -372,39 | ||
7 | -190,2 | -182,19 | -163,97 | -0,656 | 1,2 | -372,39 | ||
8 | -247.56 | -237,14 | -213,43 | 0,707 | 1,2 | -484,7 | ||
Нижний пояс | 1 | 113,95 | 108,8 | 97,92 | 3,57 | 1,2 | 222,75 | |
2 | 236,51 | 226,2 | 203,58 | 0,75 | 1,2 | 462,71 | ||
Раскосы | 18 | -159,82 | -153,1 | -137,79 | 2,07 | 1,2 | -312,92 | |
19 | 110.82 | 106,16 | 95,54 | -2,03 | 1,2 | 216,98 | ||
20 | -64,39 | -61,64 | -55,48 | -2,01 | 1,2 | -126,03 | ||
21 | 18,26 | 17,5 | 15,75 | -1,99 | 1,2 | 35,76 | ||
Стойки | 13 | -16,25 | -15,56 | -14 | 0 | 1,2 | -31,81 | |
14 | -32,49 | -31,12 | -28 | 0 | 1,2 | -63,61 | ||
15 | -26,3 | -25,19 | -22,67 | 0 | 1,2 | -51,49 |
Подбор сечения: Принимаем ферму с поясами и стержнями решетки из гнутосварных замкнутых профилей (прямоугольные трубы).
Верхний пояс.
Подбор сечения стержней верхнего пояса начинаем с наиболее нагруженного стержня 8:
N=-484,7кН
lx=ly=300см.-длина ветви
Ry=33,5кН
γс=0,95
Требуемая площадь сечения сжатого элемента фермы определяется по формуле :
Принимаем сечения из холодногнутого профиля квадратного сечения:
Аn=22,9см2; ix= iy=4,83cм; b=125мм; t=5мм
Гибкость стержня:
=62,1
=2,5
Значения следует определять по формуле: при 0 < 2,5
0,75
Подобранное сечение стержня проверяем на устойчивость:
Нижний пояс:
Требуемая площадь растянутого элемента определяется по формуле:
-требуемая площадь для стержня 2.
Принимаем сечение нижнего пояса из холодногнутого профиля квадратного сечения:
А=22,9см2; b=125мм; t=5мм
Проверяем напряжение:
.
Стойки:
Требуемая площадь сжатого элемента:
,
Принимаем сечение из двутавра №10 А=12см2; ix=4.06см; iu=1,22см.
Гибкости стержня:
x=lx/ix=315/4,06=77,6; u=lu/iu=315/1,22=258,2.
По минимальной гибкости подбираем значение коэффициента продольного изгиба: мин=0,63.
Подобранное сечение проверяем на устойчивость:
=N/minAc=63,61/0,63120,95=8,86кН/см233,5кН/см2.
Аналогично подбираются остальные сечения стержней, все результаты расчета внесены в таблицу подбора и проверки стержней фермы.
Таблица 2.5 Таблица подбора и проверки сечений стержней фермы
Элемент | Шифр стержня | Расчетное Усилие кН | Сечение | Площадь, см2 | Расчетные длины, см | Радиусы инерции, см2 | Гибкости | φmax | γc | ||
lx | ix | iy | λx | λy | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
Верхний пояс | 5 | -0,707 | 125х125 | 22,9 | 300 | 4,83 | 62,1 | 0,76 | 0,95 | ||
6 | -372,39 | 125х125 | 22,9 | 300 | |||||||
7 | -372,39 | 125х125 | 22,9 | 300 | |||||||
8 | -484,7 | 125х125 | 22,9 | 300 | |||||||
Нижний пояс | 1 | 222,75 | 125х125 | 22,9 | 300 | 4,83 | |||||
2 | 462,71 | 125х125 | 22,9 | 300 | |||||||
Раскосы | 18 | -312,92 | 110х110 | 26,7 | 435 | 4,1 | 106,1 | 0,412 | |||
19 | 216,98 | 110х110 | 19,9 | 435 | 4,22 | 103,1 | 0,44 | ||||
20 | -126,03 | 110х110 | 19,9 | 435 | |||||||
21 | 35,76 | 110х110 | 19,9 | 435 | |||||||
Стойки | 13 | -31,81 | 100х55 | 12 | 315 | 4,06 | 1,22 | 0,44 | |||
14 | -63,61 | 80х80 | 8,85 | 315 | |||||||
15 | -51,49 | 80х80 | 8,85 | 315 |
2.3.3 Расчет узлов фермы.
Расчет узла 1
Расчет крепления нижнего пояса к колонне. Данный узел рассчитываем на действие опорной реакции А=73,221 кН, Нм=23,25 кН.
Толщину и ширину опорного фланца принимаем конструктивно. Опорный фланец проверяем на смятие: