
- •5 Пример расчета и конструирования стропильных ферм
- •5.1 Расчет и конструирование стропильной фермы из уголков, соединенных в тавр
- •5.1.1 Исходные данные.
- •5.1.2 Статический расчет фермы.
- •5.1.3 Подбор сечения стержней фермы.
- •Гибкость стержня
- •5.1.4 Расчет сварных швов прикрепления решетки фермы к верхнему и нижнему поясам.
- •5.1.5 Расчет и конструирование узлов фермы.
- •Касательное напряжение
- •Проверка фланца на поверхностный отрыв в околошовной зоне
- •Ширина накладки
- •5.1.6 Проверка жесткости конструкции.
Касательное напряжение
= 58,3 МПа.
Нормальное краевое напряжение
кН/см2.
Условное приведенное напряжение
кН/см2R=0,91,=
= 16,2 кН/см2.
Прочность обеспечена.
Проверка фланца на поверхностный отрыв в околошовной зоне
кН/см2
Rthc=18=18
кН/см2,
где Rth = 0,5 Rn = 0,5 Ru = 0,5 36,0 = 18, 0 кН/см2.
Прочность обеспечена.
Монтажные узлы.
Усилие в стыке
Nc = 1,2 Ne-5 = 1,2 673,7 = 808,44 кН.
Ширина накладки
n = 2 уг + tф + 2 с = 2 + 12 + 2 19 = 300 мм.
Толщина накладки
см,
где Nн = c = 0,7 808,44 = 565,91 кН.
Принимаем tn = 12 мм (не менее толщины фасонки).
Монтажный стык двух отправочных марок ферм осуществляется с помощью ручной электродуговой сварки электродами Э-42.
При расчете сварного соединения по металлу шва
R = 0,7 180 = 126 МПа.
По металлу границы сплавления
z z Rz = 1 166,5 = 166,5 МПа,
где Rz = 0,45 R4n = 0,45370 = 166,5МПа;
R = 0,7 180 = 126 МПа z z Rz = 166,5 МПа.
Таким образом, несущую способность швов принимаем из расчета по металлу шва.
Требуемая длина швов прикрепления накладки к полкам поясных уголков
см.
Принимаем 2 шва по 25 см, 2 шва по 15 см (см. рис.5.3,а).
Определение длину сварных швов прикрепления верхнего пояса к фасонке
см.
Проверим прочность узла верхнего пояса фермы. Геометрические характеристики сечения 1-1:
см;
см4;
см3.
Эксцентриситет приложения силы
е = 270 – 209 - 35 = 26 мм.
Наибольшее сжимающее напряжение
кН/см2Ry
=24 кН/см2.
Требуемый катет угловых швов для присоединения вертикальных накладок к фасонке
см.
Принимаем kf = 12мм.
Узел 4.
Расчет узла 4 производим аналогично расчету узла 3.
Усилие в листовой накладке
Nн = 1,2 = 1,2 630,51 = 529,63 кН.
Ширина накладки
bн = 2 90 + 12 + 2 19 = 230 мм.
Толщина накладки
см.
Принимаем tн
= 12 мм.
Требуемая длина швов прикрепления накладки к полкам уголков нижнего пояса
см.
Принимаем два шва по 22 см и два шва по15 см.
Проверяем прочность узла на внецентренное растяжение.
Геометрические характеристики сечения 2-2:
см;
см4.
Момент сопротивления
см3.
Эксцентриситет
е = 270 – 25 - 200 = 45 мм.
Нормальная сила в сечении 2-2
N2-2 = NД-7 – Nq-e sin = 630,5 + 70,98 0,707 = 680,7 кН.
Максимальное растягивающее напряжение
кН/см2
<
Rx = 24,0 кН/см2.
Условие соблюдается.
Длина сварного шва прикрепления нижнего пояса к фасонке
см.
Расчет промежуточных узлов.
Узел 5 (рисунок 5.4).
Расчет стыка нижнего пояса.
Вычисляем усилие, действующее в стыке
кН.
Требуемая площадь сечения стыковых накладок
см2.
Принимаем ширину накладки b = 80 мм. Толщина накладки
см.
Принимаем t = 12 мм (не менее толщины фасонки).
Геометрические характеристики ослабленного сечения (в месте стыка уголков) относительно оси хT - хT
см.
Момент инерции
см4.
Момент сопротивления
см3.
Эксцентриситет
е = 15 - 2,0 - 1,2 - 1,74 - 4,3 = 5,8 см.
Проверяем прочность ослабленного сечения
кН/см2
<
Ry c = 24,0 1 = 24,0 кН/см2.
Условие прочности выполняется.
Швы, прикрепляющие листовые накладки к поясам, рассчитываются на усилие
Nn = n = 10,86 = 104,32 кН.
Длина каждого шва, который выполняется полуавтоматической сваркой:
см.
Принимаем = 80 мм.
Определяем длину швов прикрепления уголков нижнего пояса к фасонке.
Стержень 6-7.
Расчетное усилие определяется, как максимальное из 2-х усилий:
N1 = k1 - 2 n = 1,2 267,75 – 2 104,32 = 1126,6 кН;
кН.
Длина швов
см.
Принимаем =140 мм.
Стержень д-7
кН;
кН.
Длина швов
см.
Принимаем ω = 50 cм, т.е. на всю длину уголка, катет сварного шва принимаем равным 6 мм.
Узел 6 (рисунок 5.5).
Определим высоту швов, прикрепляющих фасонку к верхнему поясу:
см,
где Р = 62,43 + 23,94 = 86,37 кН.
Принимаем kf = 6 мм.
Узел 7 (см. рисунок 5.5).
Принимаем катет сварного шва для прикрепления верхнего пояса к фасонке аналогично узлу 6 kf = 6 мм.
Узел 8 (см рисунок 5.5).
Определяем высоту швов, прикрепляющих фасонку к верхнему поясу:
см.
Принимаем kf = 6 мм.