Практическая работа №8 Расчет и конструирование стальной стропильной фермы. Конструирование узлов

Цель: научится рассчитывать и конструировать элементы стальной стропильной фермы.

В результате выполнения практического занятия студент должен

- знать: основные формулы расчета элементов стальной стропильной фермы;

- уметь: работать со СНиПом для определения расчетного сопротивления стали;

- определять расчетные длины в плоскости фермы;

- определять требуемую площадь сечения фермы;

- проверять принятые сечения.

Исходные данные:

Подобрать сечение стержня решетки фермы. На стержень действует сжимающее усилие.

№ варианта	Класс стали	Толщина фасонки, t, мм	Нагрузка N, кН	Геометрическая длина стержня, l, мм	Предельная гибкость
1	С375	10	800	1800	210-60·α	0,9
2	С245	12	600	1900		0,95
3	С390	14	400	2000		0,8
4	С285	10	240	2100		0,9
5	С345	12	250	2200		0,95
6	С255	14	180	2300		0,8
7	С235	10	150	2400		0,9
8	С245	12	170	2500		0,95
9	С255	14	280	2600		0,8
10	С285	10	400	2700		0,9
11	С345	12	220	2800		0,95
12	С375	14	240	2900		0,8
13	С390	10	320	3000		0,9
14	С235	12	250	3100		0,95
15	С285	14	180	3200		0,8
16	С345	10	300	3300		0,9
17	С375	12	280	3400		0,95
18	С390	14	320	3500		0,8
19	С235	10	140	3600		0,9
20	С255	12	120	3700		0,95
21	С285	14	100	3800		0,8
22	С345	10	160	3900		0,9
23	С375	12	290	4000		0,95
24	С390	14	350	4100		0,8
25	С235	10	370	4200		0,9
26	С255	12	460	4300		0,95
27	С285	14	480	4400		0,8
28	С345	10	500	4500		0,9
29	С375	12	620	4600		0,95
30	С390	14	550	4700		0,8
31	С235	10	480	4800		0,9
32	С375	12	390	4900		0,8
33	С245	10	300	4520		0,95

Порядок выполнения практической работы:

1. Определить расчетное сопротивление стали, R_у (17, стр. 122, табл. В.5)

2. Определить расчетные длины стержня (17, стр. 52, табл. 24)

   1. В плоскости фермы (17, стр. 52, табл. 24 п. 1,а)

   2. Перпендикулярно плоскости фермы (17, стр. 52, табл. 24 п. 2,а)

3. Определить площадь сечения фермы

, (см²)

где: – нагрузка на стержень фермы, кН

- расчетное сопротивление стали, кН/см², (17, стр. 122, табл. В.5)

- коэффициент условий работы

- коэффициент продольного изгиба, зависящий от условной гибкости

,

- гибкость 60-100

- расчетное сопротивление стали, кН/см², (17, стр. 122, табл. В.5)

Е – модуль упругости стали, МПа; Е= 2.06 ·10⁵ МПа

Зная условную гибкость определяем коэффициент продольного изгиба (Приложение Г)

4. Определить требуемые радиусы инерции

, см

, см

где: - расчетная длина стержня в плоскость фермы, см

- расчетная длина стержня перпендикулярно плоскости фермы, см

- гибкость

5. По сортаменту подбираем уголки, по трем параметрам: ; ; . (Приложение Д)

6. Проверить принятое сечение

   1. Определить гибкость

,

,

где: - расчетная длина стержня в плоскость фермы, см

- расчетная длина стержня перпендикулярно плоскости фермы, см

– радиусы инерции по оси х и по оси у

2. Определить условную гибкость по максимальному значению гибкости

,

Зная условную гибкость определяем коэффициент продольного изгиба (Приложение Г)

3. Определить значение коэффициента α

,

где: – нагрузка на стержень фермы, кН

- расчетное сопротивление стали, кН/см², (17, стр. 122, табл. В.5)

- коэффициент условий работы

- коэффициент продольного изгиба

- площадь сечения стержня фермы (из 2-х уголков).

4. Определить предельную гибкость

Проверить условие <

5. Проверить устойчивость

<

где: – нагрузка на стержень фермы, кН

- коэффициент продольного изгиба

- площадь сечения стержня фермы (из 2-х уголков).

Пример: Подобрать сечение и сконструировать элемент стальной стропильной фермы на сжатие

Исходные данные:

N=359 кН; =0,8; l = 4520 мм; ; t=10 мм; С345.

1. Определить расчетное сопротивление стали, R_у =320 МПа = 32,0 кН/см² (17, стр. 122, табл. В.5)

2. Определить расчетные длины стержня (17, стр. 52, табл. 24)

1. В плоскости фермы (17, стр. 52, табл. 24 п. 1а)

l

4520 = 3616 мм

2. Перпендикулярно плоскости фермы (17, стр. 52, табл. 24 п. 2а)

l

4520 мм

3. Определить площадь сечения фермы

, (см²)

,

= 3,9 4,0

- гибкость 60-100

Е – модуль упругости стали, МПа; Е= 2.06 ·10⁵ МПа

Зная условную гибкость определяем коэффициент продольного изгиба (Приложение Г) φ = 0,401

= 35,0 см²

4. Определить требуемые радиусы инерции

, см

, см

= 3,62 см

= 4,52см

5. По сортаменту подбираем уголки, по трем параметрам: ; ; . (Приложение Д) /2 = 35,0/2 = 17,5 см²

2∟125х125х8

= 19,69 см²

= 3,87 см

= 5,46 см

6. Проверить принятое сечение

1. Определить гибкость

,

,

= 93,4

= 82,8

2. Определить условную гибкость по максимальному значению гибкости

,

= 3,6

Зная условную гибкость определяем коэффициент продольного изгиба (Приложение Г) φ = 0,460

3. Определить значение коэффициента α

,

= 0,8

4. Определить предельную гибкость

= 162

Проверить условие <

<

5. Проверить устойчивость

<

<

21,2 < 25,6 кН/см²

Условие выполняется.

Конструируем элементы фермы.

2∟125х125х8

Контрольные вопросы:

1. Виды сечения стержней стальных ферм.

2. Предельная гибкость для растянутых стержней фермы.

3. Как должны быть обращены обушки уголка в нижнем и верхнем поясах?

4. От чего зависит толщина фасонки фермы?