Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

проектирование ригеля рамы и подкрановых балок

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.03.2015

Размер:

7.71 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

Элементфермы	Номерстержня		Усилие, кН	Сечение
				Сечение
	1-b

			123.59
пояс
пояс	3-с		-377.73
	3-с		-377.73
Верхний				110x8
	4-d		-377.73	110x8


	6-e		-406.2
	6-e		-406.2

	монтажный
		расчет
Нижний пояс	а-2			80x60x8
	а-2		211.87
	а-5		398.36

Таблица 2

Подбор сечений стержней фермы из уголков

,смАПлощадь

Условная гибкость

сеченияТип

.продКоэф. изгиба

-Напряже ,МПание

.услоКоэфработывий

Расчетное сопротивле- ,МПание

Радиус

Соединительная

Длина, см

инерции,

Гибкость

планка

см

λx

λy

[λ]

λmax

γ c

Ry ×γ c

40i

80i

276.4276.4

	301.5	301.5	3.39 4.88 88.94 61.78 0.88 157.29 3.04 c 0.56 210.86 1.00	240	3.39 135.6	-
34.4	301.5	301.5	3.39 4.88 88.94 61.78 0.88 157.29 3.04 c 0.56 210.86 1.00	240	3.39 135.6	-
	301.5	301.5

301.5301.5

-		603	-	4.88	-	123.57	-	220.00	-	-	-	-	-	-	-	-	-
		575
	575	575
21.34			1.74	3.96	344.83	-	-	400.00	-	-	-	186.67	1.00	240	2.50	-	200.00
21.34	600	600	1.74	3.96	344.83	-	-	400.00	-	-	-	186.67	1.00	240	2.50	-	200.00
	600	600

Стойки Раскосы


1-2	-362.15	110x8	34.4	365		365	3.39	4.88	107.67	74.80	0.97	121.51	3.68	c	0.45	233.95	1.00	240	3.39	135.6	-
2-3	212.73	50x5	9.6	307.36		384.2	1.53	2.45	200.89	156.82	-	400.00	-	-	-	221.59	1.00	240	1.53	-	122.40


4-5	-99.6	80x5.5	17.26	339.44		424.3	2.47	3.64	137.43	116.57	0.94	153.65	4.69	c	0.32	180.33	0.80	192	2.47	98.8	-


5-6	-47.5	60x8	8.08	339.44		424.3	2.70	3.54	125.72	119.86	0.83	160.35	4.29	c	0.37	158.88	0.80	192	2.70	108.0	-

		50x6												c
3-4	-61.13		11.38	216		270	1.52	2.48	142.11	108.87	0.90	155.85	4.85		0.31	173.28	0.80	192	1.52	60.8	-


6-6`	19.94	50x5	9.6		330		2.45		134.69		-	400.00	-	-	-	20.77	1.00	240	1.53	-	122.40

Элемент фермы

Верхний пояс Стойки Раскосы пояс

Нижний

Таблица 3

Расчет рядовых узлов фермы из уголков

								, см	Длина шва, см
Номерстержня	Сечениестержня	УсилиеN, кН	Разностьусилий N,∆ кН	Узловаянагрузка F=F	Суммарныеусилия		см	, см	обушок			перо
Номерстержня	Сечениестержня	УсилиеN, кН	Разностьусилий N,∆ кН	Узловаянагрузка F=F	Суммарныеусилия		Катетшва k	шваДлина∑	обушок			перо
				сн		+	f
				+F			,
				+F
				ш		∆
					=√				α '	lw '		α ''	lw ''

1-2	110x8	-362.15	-	-	362.15		0.6	24	0.7		17	0.3	7

											18		8
											18		8
2-3	50x5	212.73	-	-	212.73		0.6	14	0.7		10	0.3		4
2-3	50x5	212.73	-	-	212.73		0.6	14	0.7		11	0.3	5
											11		5
4-5	80x5.5	-99.6	-	-	99.6		0.6	7	0.7		5	0.3		2
4-5	80x5.5	-99.6	-	-	99.6		0.6	7	0.7		6	0.3	5
											6		5
5-6	60x8	-47.5	-	-	47.5		0.6	3	0.7		2	0.3	1

											5		5
											5		5
3-4	50x6	-61.13	-	-	61.13		0.6	4	0.7		3	0.3	1

											5		5
											5		5
6-6'	50x5	19.94	-	-	19.94		0.6	1	0.7		1	0.3	1

											5		5
											5		5
1-b		123.59	123.59	-	123.59		0.6	8	0.7		6	0.3	2

											7		5
											7		5
3-c		-377.73	-501.32	60.48	505		0.6	33	0.7		23	0.3	10

	110x8										24		11
											24		11
4-d		-377.73	0	60.48	60.48		0.6	4	0.7		3	0.3	1
											3		1

											5		5
											5		5
6-e		-406.2	-28.47	60.48	66.85		0.6	4	0.7		3	0.3	1

											5		5
											5		5
a-2		211.87	211.87	-	211.87		0.6	14	0.75		11	0.25	4

	80x60x8										12		5
											12		5

a-5		398.36	186.49	-	186.49		0.6	12	0.75		9	0.25		3
											9			3
											10		5
											10		5

Расчет укрупнительных узлов

Конструкция укрупнительного узла верхнего и нижнего поясов приведена на рис. 7б. Расчет укрупнительных узлов фермы из уголков также производится в табулированной

форме – табл.4. Материал фасонок – принята сталь С255, t = 2 − 20 мм , Run = 370 МПа по

табл. В.5 [1]. Для расчета узлов принята ручная сварка электродами Э42А с Rwf =180 Н / мм2 , β f = 0,7 (см. пояснение к табл.3).

Расчет укрупнительных узлов произведен приближенным способом. Усилие (увеличенное в 1,2 раза) передается в стыке через горизонтальную накладку пояса и вертикальную фасонку. Величины усилий в горизонтальной накладке и фасонке пропорциональны их площадям (ширина «рабочей» части фасонки установлена равной удвоенной ширине поясных уголков). В правильно законструированном узле усилия в накладке и фасонках должны быть примерно равны (различие не более 20%). Стык вертикальных полуфасонок перекрывается вертикальной накладкой, которая условно рассчитывается на усилие в поясе (1,2N ).

Расчет узлов с заводским стыком поясов

Заводской стык верхнего пояса представлен на рис. 8.

Расчет узлов с заводским стыком поясов производится также приближенно, аналогично расчету укрупнительных стыков. Отличие проявляется в расчете прикрепления левого и правого уголков пояса (применительно к левой половине пролета фермы): прикрепление левого уголка рассчитывается так же, как в укрупнительном стыке, а прикрепление правого уголка, который заводится за пересечение осей стержней в сторону левого уголка, как в рядовом узле. Ввиду того, что в рассматриваемом примере расчета фермы L = 24,0 м заводские стыки поясов не предусмотрены, в табл.5 дается только форма для табулированного расчета узла.

Рис. 8 Заводской стык верхнего пояса

Таблица 4

Расчет укрупнительных узлов фермы

Расчетная характеристика

Ед.

Укрупнительный

измер.

узел верхнего пояса

узел нижнего пояса

Сечение уголков пояса

110x8

80x60x8

Усилие в поясе N п

= 1.2N

кН

1.2×406.2 = 487.44

1.2×398.36 = 478.03

Сечение гориз. накладки

см2

2 ×(11 +1) × 0.8 = 19.2

2 ×(8 +1) ×0.8 =14.4

Aн = 2 × bн × tн , где bн

= bуг + tф ,

tн = t

уг

Сечение верт. фасонки Aф = 2 ×bуг ×tф

см2

2 ×11×1 = 22

2×6×1 =12

Напряжение в стыке

σ =

N п

МПа

487.44

×10 =118.3

478.03

×10

=184.5

Aн

+ Aф

(19.2 + 22)

(14.4 +12)

Усилие в гориз. накладке N н

= Aн

×σ

кН

19.2 ×118.3 ×

= 227.14

14.4 ×184 .5 ×

= 265 .7

Усилие прикрепления уголков к фа-

22 ×118.3 ×

= 260.3

12 ×184 .5 ×

= 221 .4

сонке Nф = Aф ×σ

кН

Усилие прикрепления верт. накладки

кН

487.44

478.03

к фасонке N в.н.

= 1.2N

Швы прикрепления гор. накладки к

k f

= 0.6

k f

= 0.6

уголкам

∑lw1

227 .14 ×10

= 30

265 .7 ×10

= 36

∑lw1

Nн

, lw1

+1 см

см

0.7 × 0.6 ×180 ×1

β f k f Rwf

γ c

lw1 =

+ 1

= 9

lw1

+ 1

= 10

Швы прикрепления уголков к фасон-

k f

= 0.6

k f

= 0.6

ке

= ∑lw2

260 .3 ×10

= 35

221.4 ×10

= 30

∑lw2

Nф

l¢

×α ¢ +1 см

0.7 × 0.6 ×180 ×1

см

β f k f Rwf

γ c

l ¢

0.7

l ¢

0.75

∑lw2

w 2

×α

l¢¢

¢¢

1 см

w2 =

l ¢¢

0.3

l ¢¢

0.25

w 2

Швы прикрепления верт. накладки к

k f = 1.2 , tн

=1.2

k f

= 1.2 , tн

=1.2

фасонке

487 .44 ×10

= 32

478 .03 ×10

= 32

∑lw3

Nв.н.

см

0.7 ×1.2 ×180 ×1

β f k f Rwf

γ c

2 × (13 + 6) = 38 *

Примечание: * – вертикальная накладка приваривается вертикальным швом –

lw3верт +1 =13 см и двумя горизонтальными швами – 2 × (lw3

гор +1) = 6 см.

Таблица 5

Расчет узлов c заводским стыком поясов

Расчетная харак-

Ед.

Заводской стык

теристика

измер.

верхнего пояса

нижнего пояса

Сечение поясных

bуг ´tуг -левый уг.

уголков

bуг ´tуг - правый уг.

Расчетные усилия

кН

1.2N л ,

1.2N п

Сечение гориз.

см2

Aн

= 2 × bн × tн , где bн = bуг

накладки

Сечение верт. фа-

см2

Aф = 2 ×bуг ×tф

сонки

Напряжение в

МПа

σ =

1.2N л

стыке

Aн

+ Aф

Усилие в гориз.

кН

N н = Aн ×σ

накладке

Усилие прикреп-

Nф = Aф ×σ

ления левых угол-

кН

ков к фасонке

Усилие прикреп-

N уг

= 1.2Nп - N н

ления правых

кН

уголков к фасонке

Швы прикрепле-

∑lw1

Nн

lw1

∑lw1

+1 см

ния гор. накладки

см

β f k f Rwf γ c

к уголкам

Швы прикрепле-

∑lw2

Nф

l¢

∑lw2

×α

1 см

ния левых уголков

β f k f Rwf

γ c

к фасонке

см

∑lw2

l¢¢

×α

¢¢

1 см

w2 =

Швы прикрепле-

∑lw3

N уг

l¢

∑lw3

×α

1 см

ния правых угол-

β f k f Rwf

γ c

ков к фасонке

см

∑lw3

l¢¢

×α

¢¢

1 см

Расчет опорного узла

При жестком сопряжении фермы с колонной (примыкание фермы сбоку колонны, рис. 9) в

узле возникают опорное давление FR и момент M . Передача этих усилий производится раз-

дельно.

Опорное давление FR передается на опорный столик толщиной tоп.ст.

= 30...40 мм. Учиты-

вая возможный эксцентриситет передачи нагрузки, возникающий из – за неплотного опирания фланца и его перекоса в своей плоскости, угловые швы крепления столика рассчитывают на усилие увеличенное в 1,2 раза. Опорный фланец прикрепляют к полке колонны на болтах грубой или нормальной точности, которые ставят в отверстия на 3…4 мм больше диаметра болтов, чтобы они не могли воспринять опорную реакцию фермы в случае неплотного опирания фланца на опорный столик.

Момент раскладывается на пару сил H = M , которые передаются на верхний и нижний

hоп

пояса фермы. Данную силу можно определить путем составления РСУ для элементов моделирующих сопряжение колонны с фермой (жесткая вставка) по верхнему и нижнему поясам (табл. 6). Если усилие H прижимает фланец узла (нижнего или верхнего пояса) к колонне, то болты ставят конструктивно (6…8 болтов диаметром 16…24 мм), если усилие H отрывает фланец узла (нижнего или верхнего пояса) от колонны, то болты следует проверить на растяжение.

Материал фланцев – принята сталь С255, t = 2 − 20 мм , Run = 370 МПа , Ry = 240 МПа по

табл. В.5 [1].

Соединение фланца с фасонкой осуществляется при помощи ручной сварки электродами Э42А (табл. Г.1 [1]), Rwf = 180 МПа .

Рис. 9 Опорный узел фермы при жестком сопряжении ригеля с колонной

Верхний опорный узел

В нашем случае, в узле крепления верхнего пояса сила H = 122,96 кН (по табл. 6) стре-

мится оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб.

Желательно, чтобы линия действия силы H проходила через центр фланца. В этом случае усилие растяжения во всех болтах одинаково и определяется по формуле:

Nb =		H		=	122,96			= 30,74 кН ,

		nb				4
где nb –				количество болтов.
	Требуемая площадь болта:
Aтр	=			Nb		=	30,74		×10 = 1,37 см2 ,
			Rbtγ c
bn						225

где Rbt				= 225 МПа– расчетное сопротивление болта класса 5.6 по табл. Г.5 [1].
	По табл. Г.9 [1] принимаем болты ø16 мм,									A = 1,57 см2 .
										bn

Исходя из условия размещения болтов, установим размеры фланца: b = 80 мм, a = 35 мм,

lфл = 300 мм .

Момент при изгибе фланца определяют как в защемленной балке пролетом b, равным расстоянию между болтами:

M фл =

122,96 ×8

= 122,96 кН × см .

Требуемая толщина фланца:

= 1,01 см , (принимаем tфл = 1,2 см),

tфл =

6 ×122,96

×10

Rуγ сlфл

240 × 30

где Ry

= 240 МПа ( t = 2 − 20 мм ) по табл. В.5 [1].

Напряжение во фланце:

σ =

M фл

6Hb

3Hb

3 ×122,96 ×8

×10 = 171 МПа £ R

= 240 МПа ,

8lфлtфл2

4lфлtфл2

4 ×30

×1,22

где lфл и tфл –

длина и толщина фланца.

Шов крепления фланца к фасонке работает на срез и его высоту определяют по формуле:

k f =

122,96

×10 = 0,17 см,

2 × 29 × 0,7 ×180 ×1

2lw β f Rwf γ c

где lw

= lw фл. -1 = 29 см < lw max = 85β f k f

= 85 × 0,7 × 0,6 = 35,7 см . Принимаем k f = 0,6 см(табл. 38

[1]).

Если линия действия силы H не проходит через центр фланца, то швы и болты рассчитывают с учетом эксцентриситета.

Нижний опорный узел

В сложных условиях работают швы крепления фасонки к фланцу. Под действием опорно-

го давления FR швы срезаются вдоль шва и в них возникают напряжения:

τ f

где

τ H

=	FR	=	241,92	×10 = 80,67 МПа,
	2β f k f lw		2 × 0,7 × 0,6 ×35,7
lw = lw max		= 35,7 см < lw = lw фл. -1 = 42 см ;

= (qш + qсн ) × L = (12,78 + 7,38) × 24 = 241,92 кН – вертикальная реакция фермы.

	2		2
	Усилие H приводит к срезу шва в направлении, перпендикулярном оси шва:
=	H	=	174,5	×10 = 58,2	МПа.

	2β f k f lw		2 × 0,7 × 0,6 ×35,7

Поскольку центр шва может не совпадать с осью нижнего пояса, на шов действует момент M=He, где e – эксцентриситет приложения усилия H. Под действием момента шов также работает на срез перпендикулярно оси шва:

τ M	=	He	=	6He	=	6 ×174,5	×9	×10 = 88,02 МПа.
				2β f k f lw2		2 ×0,7 × 0,6 ×	35,72
	Wf

Прочность шва или металла по границе сплавления проверяют в наиболее напряженной точке «A» на действие результирующих напряжений:

τ = (τ

+ (τ

+τ

80,672 + (58,2 + 88,02)2 = 167 МПа≤ R γ

= 180 МПа.

Болты назначаются конструктивно, по аналогии с верхним узлом, ø16 мм класса 5.6, так как сила H прижимает фланец к колонне и болты не работают.

Назначаются поперечные размеры фланца 150 ×10 мм. Напряжение смятия торца (в опирании на столик):

241,92

×10 = 161,3 МПа £ R =

R un

370

= 361 МПа (по табл. 2[1]).

см

Aсм

15 ×1

см

γ m

1,025

Опорный столик толщиной tоп. ст = 30 ммрассчитывается на усилие FR = 241,92 кН .

Назначен шов k f

= 1,0 см . Остальные характеристики сварного шва приняты без изменений.

Требуемая длина шва:

lwтр =

1,2FR

1,2 × 241,92

×10 =11,52 см.

2β f k f Rwf γ c

× 0,7 ×1,0 ×180

Принимается длина столика lоп. ст =13 cм(при расчете учитывается возможное смещение

фермы с центра тяжести столика).

В узлах шарнирного примыкания ферм к колонне рассчитывается только толщина фланца на смятие и шов соединения фланца с фасонкой на действие опорной реакции фермы FR . При-

мер расчета опорного узла фермы при шарнирном сопряжении ригеля с колонной приведен в

[3, c.467].

Таблица 6

Расчет опорных узлов с жестким сопряжением фермы с колонной

						Усилия в жесткой вставке, кН									, кН
	Коэффициент сочетания	Постоянная нагрузка	поСнегвсей ферме	Снегслева	справаСнег		Вертикальнаякрановая нагрузка (кранатележкаслева)	,тележкажеТо справа	торможениеПоперечное левойу колонны вправо	,левойужеТо колонны влево	,правойужеТо колонны влево	,правойужеТо колонны вправо	Ветерслева	Ветерсправа	, кН
	Коэффициент сочетания	Постоянная нагрузка	поСнегвсей ферме	Снегслева	справаСнег		Вертикальнаякрановая нагрузка (кранатележкаслева)	,тележкажеТо справа	торможениеПоперечное левойу колонны вправо	,левойужеТо колонны влево	,правойужеТо колонны влево	,правойужеТо колонны вправо	Ветерслева	Ветерсправа	усилиеРасчетное, H
															max
Элемент
фермы

		1	2	3	4		5	6	7	8	9	10	11	12	13
Жесткая	1	30.5	16.56	7.9	8.66		-3.54	26.14	-3.29	3.29	17.57	-17.57	-41.19	41.29
вставка	0.9	27.45	14.90	7.11	7.79		-3.19	23.53	-2.96	2.96	15.81	-15.81	-37.07	37.16	122.96
верхнего	0.7	21.35	11.59	5.53	6.06		-2.48	18.30	-2.30	2.30	12.30	-12.30	-28.83	28.9	122.96
верхнего	0.7	21.35	11.59	5.53	6.06		-2.48	18.30	-2.30	2.30	12.30	-12.30	-28.83	28.9
пояса

Жесткая	1	-40.74	-22.59	-10.91	-11.68		-17.81	-47.49	-7.13	7.13	-27.99	27.99	35.29	-47.19
вставка	0.9	-36.67	-20.33	-9.82	-10.51		-16.03	-42.74	-6.42	6.42	-25.19	25.19	31.76	-42.47	-174.5
нижнего			-15.81												-174.5
нижнего	0.7	-28.52	-15.81	-7.64	-8.18		-12.47	-33.24	-4.99	4.99	-19.59	9.59	24.70	-33.03
пояса

1.5Пример расчета фермы из гнутых труб

1.5.1Ферма для прогонной конструкции кровли

1.Исходные данные

Рассматривается пример расчета фермы L = 24 м , представленной на рис. 10, шарнирно сопряженной с колоннами рамы, при легкой кровле по стальным профилированным настилам.

Материал фермы – принята сталь С245 с расчетным сопротивлением Ry = 240 МПа ( t = 2−20мм)

по табл. В.5 [1]. Расчетная схема и обозначения элементов фермы представлены на рис. 10а.

Рис. 10 Схема фермы: a) обозначение элементов фермы б) слева (от оси симметрии) расчетные усилия в стержнях, кН, справа – геометрические длины стержней, мм

Распределенная нагрузка на ферму:

qшн	= g н × l = 0,672 × 6,0 = 4,032 кН / м ; qш = gш ×l = 0,746 × 6,0 = 4,476 кН / м ,
			ш
qснн	= Sн				× l = 0,88 × 6,0 = 5,28 кН / м ; qсн = Sсн ×l =1,8 × 6,0 =10,8 кН / м ,
			сн
где l –			шаг фермы;
g н	, g	ш		–	вес шатра принят по прил. табл.4 [5];
ш		ш
ш
S н	, S	сн		–	вес снега (см. п.3.3[5]).
сн		сн

Узловая нагрузка на ферму:

Fш = qш ×lп = 4,476 ×3,0 =13,43 кН ,

Fсн = qсн ×lп =10,8 ×3 = 32,4 кН ,

где lп – длина панели фермы.

2. Определение РСУ в стержнях фермы

Пользуясь рекомендациями п.1.2 составили РСУ для каждого элемента фермы табл.7,

рис. 10б.

3. Определение расчетных длин

Расчетные длины элементов фермы в плоскости и из плоскости фермы принимаются в соответствии с п.1.3.2 и выписываются в табл.8. Геометрические длины элементов фермы представлены на рис. 10б.

4. Подбор сечений

Подбор сечений стержней фермы выполняется в соответствии с п.1.3.2. Результаты подбора сечений стержней из ГСП при шарнирном сопряжении ее с колонной сведены в табл. 8.

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
29.03.201595.82 Кб34Проблема стабильности национальной валюты.docx
#
27.09.2019670.72 Кб3ПРОГРАММА и метод. указания.doc
#
27.09.2019636.93 Кб3Программа НПП высш. обр. 2009 год.doc
#
23.04.201939.05 Кб7Проектирование опор.docx
#
28.03.2015373.76 Кб27Проектирование продольного профиля.doc
#
29.03.20157.71 Mб33проектирование ригеля рамы и подкрановых балок.pdf
#
12.03.2016715.55 Кб41Проектирование сталежелезобетонных плит перекрытий по Еврокоду 4 и Российским рекомендациям.pdf
#
29.03.20156.73 Mб42Пром здание метода.pdf
#
03.05.20152.95 Mб12ПРОМ ЗОНЫ СПб (ландпорт).doc
#
07.09.2019112.64 Кб2Профилактика гестоза.doc
#
29.03.201537.51 Кб120психолог.docx