3. Розрахунок ферми покриття.

3.1. Збір навантажень у вузлах верхнього поясу ферми.

Рис. 3.1 – Розрахункова схема ферми у складі поперечної рами

Так як ми не знаємо поки що фактичної ширини верхньої частини колони, довжину усіх панелей (і крайніх) нижнього поясу ферми беремо по 6м. Хоча попередньо можно приблизно обчислити довжину крайніх панелей. Відстань між вузлами 1-14:

Навантаження, яке діє на ферму, прикладається до вузлів ферми.

Збираємо навантаження на ферму (рис. 3.2):

Рис. 3.2 – Приведення навантаження, яке діє на ферму, до вузлів верхнього поясу

.

3.2. Статичний розрахунок ферми.

Статичний розрахунок ферми виконуємо за допомогою обчислювального комплексу SCAD.

Вихідні дані для SCAD (тип схеми 1 – шарнірно-стержньова плоска система):

1. Геометрія ферми.

2. Умови закріплення.

3. Навантаження.

4. Жорсткості елементів на розтяг - стиск.

5. Комбінація навантажень: постійне на покриття + сніг.

Результати статичного розрахунку ферми наведені на рис. 3.3.

3.3. Підбір перерізів елементів ферми.

Рис. 3.4 - складові елементи ферми

На рис. 3.4 позначені складові елементи ферми:

верхній пояс – стиснутий

нижній пояс – розтягнутий

стійки – стиснуті елементи

опорні розкоси – стиснуті

решітка опорні стійки – стиснуті

розкоси – стиснуті і розтягнуті.

а

б

Рис. 3.3 – Результати статичного розрахунку ферми: а – прогин ферми; б – осьові зусилля, кН, від комбінації навантажень: постійне + снігове

У курсовому проекті приймаємо ферму з елементами таврових перерізів із 2-х рівнополичкових кутиків.

Для усіх елементів ферми, окрім нижнього поясу, кутики розташовують, як зображено на рис. 3.5,а, а для елементів нижнього поясу, як зображено на рис. 3.5,б.

а б

Рис. 3.5 – Поперечні перерізи елементів ферми: а- усіх елементів ферми,

окрім нижнього поясу; б - елементів нижнього поясу

Що підбирають:

1. верхній та нижній пояси по в одній панелі

2. опорний розкос

3. стиснутий розкос по з «-»

4. розтягнутий розкос по з «+»

5. стійку .

3.3.1. Підбір перерізів центрально-стиснутих елементів (п.5.3 СНиП).

Верхній пояс (елемент 7-8).

N=-860.37кН

1. Розрахункові довжини за п.6.1, табл.11

Рис. 3.6 – Форми втрати стійкості у площині і із площини ферми

в площині:

- геометрична довжина елементу для верхнього поясу, опорного розкосу та

опорної стійки

- для стиснутих розкосів та стійок

із площини:

- для верхнього поясу, відстань між вузлами, розкріпленими зв’язками по

верхньому поясу ферми

- для всіх інших елементів

В курсовому проекті

2. Попередньо задаємо ( ) (табл. 72 СНиП для С245 (табл.50*, група 2) з (табл.51*, товщина прокату попередньо від 2 до 20 мм).

3. Із формули для перевірки стійкості (п.5.3)

знайдемо необхідну площу перерізу:

- коефіцієнт умов праці за табл. 6*

- для стійок, стиснутих розкосів при ( або ) (п.3)

- для стійок, стиснутих розкосів при ( або ) (п.6,а)

- для верхнього поясу і опорного розкосу (п.6,а).

Увага! Примітка до табл.6*, п.1 та п.2!

- невірно, бо немає п.3+п.6,а!

Якщо одразу два значення підходять, то брати менше, в запас міцності!

;

4. Із формули ; знайдемо

5. За сортаментом на рівнополичкові кутики за та (десь в цій вилці, бажано брати тонкостінні, не більше 10мм: більший №, але меншу товщину)

підбираємо переріз:

Рис. 3.7 – Переріз верхнього поясу

- товщина фасонки (Лихтарников, с.202, табл.5.5, вибирається по зусиллю в опорному розкосі)

, якщо зусилля в опорному розкосі 467.82кН.

Приймаємо 2 < 140 х 10

; ;

; ; .

6. Щоб обчислити , треба обчислити .

, тоді

.

3. Фактичні гнучкості:

(п.6.15*, табл.19*)

п.1

– для верхнього поясу, опорних розкосів і стійок;

п.2,а

– для стиснутої решітки;

для поясів беремо ;

для решітки ;

( визначаємо через )

7. за табл.72 або за п.5.3, ф-ли (8), (9), (10).

Умовна гнучкість

За ф-лою (8):

8. Перевірка стійкості елементу 7-8:

;

- стійкість забезпечена!

Стійка (елемент 6-14).

N=-75.28кН

1.

2. Попередньо задаємо

3. Знайдемо необхідну площу перерізу:

- коефіцієнт умов праці за табл. 6*

4.Знайдемо

5.За сортаментом на рівнополичкові кутики за та підбираємо переріз:

Приймаємо 2 < 60 х 6

; ;

; ; .

6.Обчислюємо , щоб знайти :

, тоді

.7.Фактичні гнучкості:

(п.6.15*, табл.19*)

8. за табл.72 або за п.5.3, ф-ли (8), (9), (10).

Умовна гнучкість

За ф-лою (10):

9. Перевірка стійкості елементу 6-14:

;

- стійкість забезпечена!

Опорний розкос (елемент 1-5).

N=-467.82кН

1.

Геометричну довжину l опорного розкосу дивимось в SCADi або знаходимо за теоремою Піфагора:(квадрат гіпотенузи = сумі квадратів катетів)

.

2. Попередньо задаємо

3. Знайдемо необхідну площу перерізу:

- коефіцієнт умов праці за табл. 6*

4.Знайдемо

5.За сортаментом на рівнополичкові кутики за та підбираємо переріз:

Приймаємо 2 < 140 х 9

; ;

; ; .

6.Обчислюємо , щоб знайти :

, тоді

.

7.Фактичні гнучкості:

(п.6.15*, табл.19*)

8. за табл.72 або за п.5.3, ф-ли (8), (9), (10).

Умовна гнучкість

За ф-лою (9):

9. Перевірка стійкості елементу 1-5:

;

- стійкість забезпечена!

Стиснутий розкос (елемент 7-14).

N=-259.9кН

1.

2. Попередньо задаємо

3. Знайдемо необхідну площу перерізу:

- коефіцієнт умов праці за табл. 6*

4.Знайдемо

5.За сортаментом на рівнополичкові кутики за та підбираємо переріз:

Приймаємо 2 < 110 х 7

; ;

; ; .

6.Обчислюємо , щоб знайти :

, тоді

.

7.Фактичні гнучкості:

(п.6.15*, табл.19*)

8. за табл.72 або за п.5.3, ф-ли (8), (9), (10).

Умовна гнучкість

За ф-лою (9):

9. Перевірка стійкості елементу 7-14:

;

- стійкість забезпечена!

3.3.2. Підбір перерізів центрально-розтягнутих елементів (п.5.1 СНиП).

Нижній пояс (елемент 15-16).

N=896.21кН

1. Із формули для перевірки міцності (п.5.1) ( )

знайдемо необхідну площу перерізу:

, де (табл.51*, товщина прокату попередньо від 2 до 20 мм) для С245 (табл.50*, група 2)

- коефіцієнт умов праці за табл. 6*, п.6,б

; ;

2. За сортаментом на рівнополичкові кутики за підбираємо переріз:

Приймаємо 2 < 125 х 8

; ; .

.3. Перевірка міцності елементу 15-16:

;

- міцність забезпечена!

Розтягнутий розкос (елемент 5-14).

N=363.86кН

1. Із формули для перевірки міцності (п.5.1)

знайдемо необхідну площу перерізу:

, де для С245

- коефіцієнт умов праці за табл. 6*, п.6,б

; ;

2. За сортаментом на рівнополичкові кутики за підбираємо переріз:

Приймаємо 2 < 70 х 6

; ; .

.3. Перевірка міцності елементу 5-14:

; - міцність забезпечена!

Розтягну- тий розкос	Нижній пояс	Стиснутий розкос	Опорний розкос	Стійка	Верхній пояс	1	Назва елементу
5-14	15-16	7-14	1-5	6-14	7-8	2	№ елемен- ту
363.86	896.21	-259.9	-467.82	-75.28	-860.37	3	Зусил-ля N,кН
┐┌ 2<70x6	┘└ 2<125x8	┐┌ 2<110x7	┐┌ 2<140x9	┐┌ 2<60x6	┐┌ 2<140x10	4	Переріз
16.3	39.38	30.3	49.44	13.84	54.66	5	A,см2
435	600	435	435	315	300	6	l,см
­	­	348	435	252	300	7	lef,x,см
-	-	435	435	315	300	8	lef,y,см
-	-	102.4	100.2	137.7	69.3	9	λx
-	-	88.8	70.2	108.6	48.4	10	λy
-	-	102.4	100.2	137.7	69.3	11	λmax
-	-	0.526	0.546	0.325	0.752	12	φmin
0.95	0.95	0.8	0.95	0.8	0.95	13	γc
22.3	22.8	16.3	17.3	16.7	20.9	14	σ, кН/см2
22.8	22.8	19.2	22.8	19.2	22.8	15	Ry·γc, кН/см2