- •1. Исходные данные
- •2. Выбор основных расчётных характеристик
- •3. Расчёт прогона покрытия
- •4. Проектирование стропильной фермы
- •4.1. Определение нагрузок на ферму
- •4.2. Определение расчётных усилий в стержнях фермы
- •4.3. Подбор сечений стержней фермы
- •4.4. Расчет сварных швов прикрепления раскоса и стоек к фасонкам
- •4.5. Рекомендации по оформлению рабочего чертежа фермы
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Кафедра "Строительные конструкции"
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Методические указания
по выполнению расчётно-графической работы
по курсу "Конструкции гражданских и промышленных зданий"
(раздел "Металлические конструкции")
ВЕЛИКИЙ новгород
2009
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В расчётно-графической работе необходимо произвести расчёт и конструирование элементов стропильного покрытия (прогона покрытия и стропильной фермы из парных уголков) в соответствии с заданием на проектирование. Исходные данные выбираются по двум последним цифрам шифра зачётной книжки: студентами специальности 270301 "Архитектура" по табл. 1 прил. 1, студентами специальности 270302 "Дизайн архитектурной среды" по табл. 2 прил. 1.
Расчётно-графическая работа состоит из расчётно-пояснительной записки и чертежей, располагаемых на листе формата А2.
Текст расчётно-пояснительной записки должен быть написан чернилами или пастой на одной стороне стандартных листов писчей бумаги с оставлением полей: слева - 20 мм, справа - 510 мм. Рисунки выполнять карандашом или пастой в удобном для их изображения масштабе. Изложенный в пояснительной записке материал рекомендуется выполнять в последовательности, указанной в методических указаниях.
1. Исходные данные
В задание на выполнение расчётно-графической работы входит:
- длина стропильной фермы ( L );
- шаг стропильных ферм ( B );
- высота стропильной фермы ( h );
- нормативная временная нагрузка на покрытие () ;
- марка стали конструкций.
Рис. 1. Схема стропильной фермы
2. Выбор основных расчётных характеристик
В расчётно-графической работе предполагается район строительства с расчётной температурой t -30С, что по табл. 50* [2] cоответствует климатическому району II5.
Для заданной стали выписываются нормативные и расчётные характеристики:
Ry (табл. 3 прил. 2) – расчётное сопротивление фасонного проката по пределу текучести;
Run (табл. 3 прил. 2) – нормативное сопротивление фасонного проката по временному сопротивлению.
Выбираются по табл. 4 прил. 2 материалы для сварки и выписываются характеристики сварных швов:
Rwf - расчётное сопротивление соединения с угловыми швами срезу по металлу шва;
Rwz = 0,45Run (табл. 3 [2]) - тоже, по металлу границы сплавления.
3. Расчёт прогона покрытия
В качестве прогона покрытия используются прокатные швеллеры или двутавры.
Нормативная нагрузка на 1пог. м прогона покрытия:
, (3.1)
где 1,02 - коэффициент, учитывающий собственный вес прогона,
-ширина панели фермы.
Расчётная нагрузка на 1 пог. м прогона покрытия:
, (3.2)
где = 1,2 (п. 3.7 [3])- коэффициент надёжности по временной распределённой нагрузке на покрытие.
Определяется расчётный изгибающий момент:
,
где B - заданный шаг стропильных ферм.
Расчёт на прочность разрезных балок сплошного сечения из стали с Ryn 580 MПа, несущих статическую нагрузку и закреплённых от потери общей устойчивости, следует выполнять с учётом развития пластических деформаций.
Определяется требуемый момент сопротивления:
, (3.3)
где (табл. 6* [2])- коэффициент условий работы.
с1 - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций по сечению. Поскольку для прокатных двутавровых балок величина с1 меняется незначительно, допускается принимать приближённо с1 = 1,1 независимо от номера двутавра или швеллера и в последующем не уточнять.
Из условия обеспечения жёсткости вычисляется требуемый момент инерции:
, (3.4)
где no - отношение пролёта прогона покрытия к его предельному прогибу (табл. 9 прил. 2);
Е = 2,0610 5 МПа (табл. 63 [2]) - модуль упругости стали.
По найденным величинам Wn,min и Imin по сортаменту (табл. 5, 6 прил. 2) подбираются прокатные двутавр и швеллер (так, чтобы геометрические характеристики Wx и Ix каждого из них были не менее соответственно Wn,min и Imin). Если, ввиду ограниченности сортамента, ни один швеллер не подходит, принимается составное сечение, состоящее из двух швеллеров.
Исходя из наименьшей массы 1 м выбранных прокатных элементов, для дальнейшей разработки расчётно-графической работы принимается либо двутавр, либо швеллер.
4. Проектирование стропильной фермы
4.1. Определение нагрузок на ферму
Узловые силы:
(4.1)
где γf2 = 1,05 (табл. 1 [3]) – коэффициент надёжности по постоянной нагрузке от прогона покрытия;
γn = 0,95 (прил. 7* [3]) – коэффициент надёжности по ответственности;
G – масса 1 м прогона, принимаемая по таблице сортамента для принятого двутавра или швеллера.
Опорные реакции: .