Расчет узлов фермы.

Сварку элементов ферм в узлах производят полуавтоматом в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08ГА (табл.55 СНиП II-23-81*).

По табл.56 принимаем для этой проволоки:

;

По табл.34 при диаметре сварочной проволоки d=2мм принимаем:

при

при

Рис. Узлы фермы

По табл.34 при диаметре сварочной проволоки d=2мм принимаем:

при

при

УЗЕЛ1

(опорный верхний узел фермы)

Определим площадь болтов и их количество. Количество болтов должно быть четным и они должны располагаться симметрично относительно узла. Принимаем 4 болта (2 по вертикали и 3 по горизонтали).

Кроме вертикального опорного давления, в опорных узлах при жестком сопряжении действуют также горизонтальные силы Н1 и Н2, которые являются парами сил от опорных моментов. При расчете сварных швов используем большее их них, а расчет болтов выполняем на усилие, отрывающее ферму от колонны.

Определим горизонтальные силы:

Требуемая площадь нетто сечения болта:

Принимаем 4 болта диаметром 20 класса точности В.

- расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта.

- наименьшее временное сопротивление высокопрочного болта разрыву.

Выполним размещение болтов:

1)

2)

3) - для удобства закручвания гаек.

Определим толщину опорного ребра из условия его работы на изгиб:

Принимаем

Толщину фасонки, с помощью которой образуется узел фермы, определяют по наибольшему усилию в опорном раскосе. Принимаем толщину фасонки (согласно табл.3.6 методического пособия).

Производим корректировку размещения болтов:

Для ферм из парных уголков после нанесения контуров элементов показывают обрезы уголков решетки так, чтобы в сварных узлах между поясами и элементами решетки остался зазор.

Принимаем а=80мм.

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих уголки верхнего пояса 2∟150x15 к фасонке.

По табл.38 принимаем k_fmin =5 мм. k_fmax опрделяют из условий:

а) со стороны обушка:

, где

- минимальная из толщин полки уголка и фасонки t.

б) со стороны пера уголка:

при ,где

- толщина полки уголка;

Принимаем

Расчетные длины сварных швов определяются по формулам:

- по обушку

- по перу

Так как , то расчет выполняется по металлу шва. При расчете по металлу шва в формулы для расчета длины швов подставляется .

- коэффициенты условий работ шва;

УЗЕЛ2

(опорный нижний узел фермы)

Конструкция нижнего опорного узла включает торцевую планку (фланец), прикрепляемую угловыми швами к узловой фасонке, которая в фермах из парных уголков размещается между уголками.

Принимаем толщину фасонки .

Определим требуемую длину сварных швов, приерепляющих опорный раскос 2∟150x15 к фасонке. (ш3)

По табл.38 принимаем k_fmin =5 мм. k_fmax опрделяют из условий:

а) со стороны обушка:

, где

- минимальная из толщин полки уголка и фасонки t.

б) со стороны пера уголка:

при ,где

- толщина полки уголка;

Принимаем

Расчет ведем по металлу шва.

Расчетные длины сварных швов определяются по формулам:

- по обушку

- по перу

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих поясные уголки 2∟100x8 к фасонке.(ш2)

По табл.38 принимаем k_fmin =5 мм. k_fmax опрделяют из условий:

а) со стороны обушка:

, где

- минимальная из толщин полки уголка и фасонки t.

б) со стороны пера уголка:

при ,где

- толщина полки уголка;

Принимаем ,тогда

Так как , то расчет выполняется по границе сплавления. При расчете по границе сплавления в формулы для расчета длины швов подставляется .

- коэффициенты условий работ шва;

Расчетные длины сварных швов определяются по формулам:

- по обушку

- по перу

Необходимая величина зазора:

Принимаем а=80мм.

Назначаем болты диаметром 20 и размещаем их согласно условиям, описанным в верхней части опорного узла:

принимаем а₁=80мм; а₂=50мм;

Толщина опорной планки (ребра) приниамается обычно не менее 12…16мм. Определяем толщину опорного ребра из двух условий:

1) , где

- расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности при - по табл. 52

2) Из условия его работы на изгиб:

, где

Принимаем

Выполним проверку фасонки по приведенным напряжениям:

, где

Проверка по приведнным напряжениям выполняется.

Рассчитаем сварной шов, соединяющий опорное ребро и фасонку(ш4).

Высота опорной узловой фасонки определяется после расчета сварных швов ш4, прикрепляющих эту фасонку к опорной планке.

Определим значение катета сварного шва:

По табл.38 принимаем k_fmin =5 мм.:

, где

Принимаем .

Опорный столик из листовой стали обычно имеет толщину 30…40мм при ширине не менее 200 мм.

Определим размеры опорного столика:

По табл.38 определяем k_fmin =7 мм.

Принимаем .

Принимаем

УЗЕЛ3

(заводской стык)

Принимаем толщину фасонки .

Определим требуемую длину сварных швов, с помощью которых крепят раскос р-3 2∟150x15 к узловой фасонке

По табл.38 принимаем k_fmin =5 мм. k_fmax опрделяют из условий:

а) со стороны обушка:

б) со стороны пера уголка:

при

Принимаем

Расчетные длины сварных швов определяются по формулам:

- по обушку

- по перу

Определим требуемую длину сварных швов, с помощью которых крепят раскос р-5 2∟150x15 к узловой фасонке

По табл.38 принимаем k_fmin =5 мм. k_fmax опрделяют из условий:

а) со стороны обушка:

б) со стороны пера уголка:

при

Принимаем

Расчетные длины сварных швов определяются по формулам:

- по обушку

- по перу

При изменении сечения стык раскоса располагается за пределами центра узла на расстоянии 300 мм и обеспечивает зазор между элементами верхнего пояса – 50мм.

Расчетное усилие для соединительных деталей и сварочных швов принимаем равным несущей способности соединяемых стержней по прочности:

, где

А₁ – площаль сечения ослабленного пояса;

В площадь стыка включают площадь гозонтальных площадок и часть фасонки высотой 2b_н1. Таким образом . Эксцентриситет е между осью уголка и центром тяжести ослабленного сечения, образующего дополнительный изгибающий момент, упрощенно учитывается введением к усилию в поясе N коэффициента к=1.2

Назначаем размеры конструктивно. При назначении размеров накладок необходимо учитывать следующие требования:

Принимаем

Тогда усилие в горизонтальной накладке, на котором будут располагаться сварные швы, будет равно:

Предполагается, что усилие N_н распределяется между швами равномерно:

Сварные швы рассчитываются на наибольшее из усилий:

Рассчитываем сварные швы:

Шов1: k_fmin =5 мм (t_н=15;t_уг=15мм),

Шов2: обушок k_fmin =5 мм,

Шов3: перо: k_fmin =5 мм; k_fmax =6 мм

УЗЕЛ4

(монтажный стык)

Расчет монтажного узла фермы производится из условия равнопрочности. Расчетные усилия для соединительных элементов сварных швов принимается равным несущей способности стержней по прочности.

Определим усилия в поясных стержнях 2∟160x16:

;

Назначаем размеры накладок из следующих требований:

Принимаем: .

Тогда усилие в горизонтальной накладке:

Предполагается, что усилие распределяется поровну:

Расчет ведем на усилие N_н:

Сварные швы 3 и 4 рассчитываем на наибольшие усилия:

Толщину вертикальной накладки принимаем равной толщине фасонки: . Высота накладки определяется длиной сварного шва, который рассчитывается на силу:

k_fmin =5 мм, . Принимаем k_f =10мм.

Рассчитаем шов 1 и 2:

k_fmin =5 мм, . Принимаем k_f =10мм

УЗЕЛ5

(монтажный стык)

Определим длину сварного шва, с помощью которого стойка 2∟70x8 крепится к фасонке.

k_fmin =5 мм.

при

Принимаем

Определим требуемую длину сварных швов, с помощью которых крепят раскос 2∟150x15 к фасонке.

k_fmin =5 мм.

Принимаем

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих поясные уголки 2∟125x12 к фасонке

k_fmin =5 мм.

при

Принимаем

УЗЕЛ6

(Расчет прикрепления стойки)

Определяем требуемую длину сварного шва, прикрепляющего раскос р-7 сечением из 2∟70x8 к фасонке:

k_fmin =5 мм.

при

Принимаем

Определяем требуемую длину сварного шва по обушку:

Определяем требуемую длину сварного шва по перу:

Определяем требуемую длину сварного шва, прикрепляющего поясные уголки сечением из 2∟150x15 к фасонке:

Принимаем

Содержание

1. Компоновка каркаса здания..............................................................

1.2. Определение генеральных размеров поперечной рамы цеха

2. Установление нагрузок на поперечную раму цеха..........................

2.1 Определение постоянной нагрузки от конструкций покрытия

2.2. Определение снеговых нагрузок...........................................

2.3. Определение нагрузок от давления ветра

2.4. Определение нагрузки от крановых воздействий..................

сечений стержней фермы................................................................

3. Подбор сечений верхней и нижней частей колонн.........................

3.1. Определение расчетных длин колонны по осям Х-Х и У-У..

3.2. Установление размеров сечений колонны с проверкой на

прочность, устойчивость и местную устойчивость

3.2.1. Определения сечения надкрановой части колонны

3.2.2. Определения сечения подкрановой части сквозной колонны

3.3. Расчет узла сопряжения верхней части колонны с нижней...

3.3. Расчет базы колонны и анкерных болтов..............................

3.4.1.Расчет базы подкрановой ветви………………………………...

3.4.2. Расчет базы наружной ветви…………………………………...

3.4.3. Расчет анкерных болтов………………………………………...

4. Расчет стропильной фермы……………………………………………....

4.1. Выбор геометрической схемы фермы, определение длин стержней……………………………………………………………………...

4.2. Определение расчетных узловых нагрузок...........................

4.3. Определение усилий в стержнях фермы…………………………

4.4. Подбор сечений стержней фермы………………………………...

4.5. Расчет узлов фермы................................................................

Список использованной литературы....................................................

Список использованной литературы

1. СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" /Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988 г.

2. СНиП II-23-81* "Стальные конструкции. Нормы проектирования" М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990 г.

3. "Металлические конструкции. Элементы стальных конструкций", под редакцией В. В. Горева; М.: Высшая школа, 1997 г.

4. "Металлические конструкции. Общий курс", учебник для ВУЗов под редакцией Е. И. Беленя; М.: Стройиздат, 1991 г.

5. И. В. Башкевич, М. В. Жигадло "Методические указания по выполнению курсового проекта по металлическим конструкциям." – Минск: БГПА, 1995 г.

6. Конспект лекций по курсу «Металлические конструкции».

Дата добавления: 2015-07-15