- •Проектирование каркаса одноэтажного промышленного здания.
- •Сбор нагрузок
- •Расчет усилий в элементах конструкции.
- •Расчет элементов фермы. Расчет сечений элементов фермы.
- •1). Нижний пояс:
- •2). Растянутый раскос:
- •Конструирование узлов фермы.
- •Схемы связей.
- •Расчет элементов колонны. Расчет верхней части колонны.
- •Геометрические характеристики сечения верхней части колонны
- •Проверка устойчивости сечения в плоскости действия момента
- •Условие выполняется Проверка устойчивости сечения из плоскости действия момента
- •Проверка устойчивости сечения из плоскости действия момента
- •Расчет нижней части колонны.
- •Расчет подкрановой ветви.
- •Расчет шатровой ветви.
- •Расчет нижней части колонны как единого стержня.
- •Расчет раскосов решетки колонны.
- •Расчет стыка верхней и нижней части колонны.
- •Расчет базы колонны.
- •Расчет анкерных болтов.
- •Литература
Конструирование узлов фермы.
Расчет соединений элементов производится в соответствии с требованиями [3].
Расчет сварных соединений производится по двум сечениям:
а) по металлу шва.
Длина сварного шва по обушку:
Длина сварного шва по перу:
где N – усилие в элементе, принимается по табл.№2 (для расчета швов, прикрепляющих фасонку к поясу: для нижнего пояса N=N2-N1, для верхнего пояса ).
Rwf – расчетное сопротивление срезу по металлу шва (Rwf=180 МПа).
Rwun – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению, принимается по табл.56 [3] (Rwun=410МПа ).
f – коэффициент учитывающий вид и способ сварки, принимаемый по табл.34 [3] ( f=0.9 ).
с – коэффициент надежности по нагрузки ( с=1 ).
kf – катет шва, принимается по табл.38 [3] (kf = 5 мм)
wf – коэффициент условий работы шва ( wf =1 ).
б) по металлу границы сплавления.
Длина сварного шва по обушку:
Длина сварного шва по перу:
z – коэффициент учитывающий вид и способ сварки, принимаемый по табл.34 [3] ( z=1.05 ).
wz – коэффициент условий работы шва ( wz=1 ).
Rwz – расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления..
Run – временное сопротивление стали разрыву, принимается по табл.51 [3] ( Run=360МПа ).
Принимаем толщину фасонок t=12 мм
Узел 2 (верхний пояс).
Опорный раскос (по левую сторону от узла) 125×8.
Усилие в элементе: N=336,21 кН
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=160 мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 7,5 cм.
Растянутый раскос (по правую сторону от узла) 90×6.
Усилие в элементе: N=261,5кН
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=125мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 60 мм.
Шов, прикрепляющий фасонку к верхнему поясу 125×10
Усилие в элементе:
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=200мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 90 мм.
Узел 3 (верхний пояс).
Стойка 70×5.
Усилие в элементе: N=52,83 кН
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=50мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 50мм.
Шов, прикрепляющий фасонку к верхнему поясу 125×10
Усилие в элементе:
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=50мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 50мм.
Узел 13 (нижний пояс).
Сжатый раскос (по правую сторону от узла) 90×6.
Усилие в элементе: N=186,78кН
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=95 мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 50 мм.
Шов, прикрепляющий фасонку к нижнему поясу 100×7
Усилие в элементе:
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=150 мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 70 мм.
Узел 4 (верхний пояс)
Растянутый раскос (по правую сторону от узла) 90×6.
Усилие в элементе: N=112,07 кН
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=60 мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 50мм.
Шов, прикрепляющий фасонку к верхнему поясу 125×10
Усилие в элементе:
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=110 мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 51 мм.
Узел 14 (нижний пояс).
Сжатый раскос (по правую сторону от узла) 90×6.
Усилие в элементе: N=37,36кН
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=50мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 50мм.
Шов, прикрепляющий фасонку к нижнему поясу 110×7
Усилие в элементе:
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=50мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 50мм.
Верхний опорный узел – конструктивный.
Опорный узел нижнего пояса ( узел 12).
Шов, прикрепляющий нижний пояс к фасонке 100×7
Усилие в элементе: N=237,73 кН.
Длина сварных швов по обушку.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=160мм.
Длина сварных швов по перу.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки lwп= 55 мм.
Шов, воспринимающий опорную реакцию.
Усилие в элементе: N=R12=264,15 кН.
Длина сварных швов.
Катет шва kf =12 мм, т.к. толщина фасонки t= 20 мм.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=80 мм.
Расчет болтового соединения опорного узла с колонной.
Принимаем соединение на болтах класса 5,8 точности С 24мм.
Расчет болтового соединения выполняется в соответствии с требованиями [3].
- Несущая способность одного болта на срез:
где Rbs – расчетное сопротивление срезу, принимается по табл.58 [3] ( Rbs=200МПа ).
b – коэффициент условия работы соединения, принимается по табл.35 [3] ( b=1 ).
ns – число расчетных срезов одного болта ( ns=1шт )
Ab – расчетная площадь сечения болта, принимается по табл.62 [3] ( Ab=4.52см ).
- Несущая способность одного болта на смятие:
где Rbp – расчетное сопротивление смятию, принимается по табл.59 [3] ( Rbp=430МПа ).
b – коэффициент условия работы соединения, принимается по табл.35 [3] ( b=1 ).
d – наружный диаметр стержня болта (d=24мм).
∑t – наименьшая суммарная толщина элементов, сжимаемых в одном направлении(∑t=3см)..
- Несущая способность одного болта на растяжение:
где Rbt – расчетное сопротивление растяжению, принимается по табл.58 [3] ( Rbt=200МПа ).
Abn –площадь сечения болта нетто, принимается по табл.62 [3] ( Ab=3.52см ).
Количество болтов в соединение
Из конструктивных соображений принимаем n=4 шт.
Расчет укрупнительного стыка.
Пояса сверху перекрывают накладками в форме “рыбок”.
Усилие в элементе: N=633,96 кН.
Длина сварных швов.
Катет шва kf =10 мм, т.к. толщина фасонки t= 15 мм.
а) расчет по металлу шва.
б) расчет по металлу границы сплавления.
Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки lwоб=180мм.