- •1. Исходные данные к курсовому проекту «Металлический каркас одноэтажного однопролетного промышленного здания».
- •Компоновка конструктивной схемы каркаса здания.
- •Расчетно-конструктивная часть.
- •3.1. Сбор нагрузок на раму.
- •3.1.1. Расчетная схема поперечной рамы.
- •3.1.2. Нагрузки на поперечную раму.
- •3.2. Расчет подкрановой балки.
- •3.2.1. Нагрузки на подкрановую балку.
- •3.2.2. Определение расчетных усилий.
- •3.2.3. Подбор сечения балки.
- •3.3. Статический расчет поперечной рамы.
- •3.4. Расчет ступенчатой колонны производственного здания.
- •3.4.1. Исходные данные:
- •3.4.2. Определение расчетных длин колонны.
- •3.4.3. Подбор сечения верхней части колонны.
- •3.4.4. Подбор сечения нижней части колонны.
- •Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
- •3.4.6. Расчет и конструирование базы колонны.
- •3.5. Расчет и конструирование стропильной фермы.
- •3.5.1. Исходные данные.
- •3.5.2. Сбор нагрузок действующих на ферму. Постоянная нагрузка.
- •Снеговая нагрузка.
- •Нагрузка от рамных моментов (см. Таблицу )(г).
- •Нагрузка от распора рамы (г).
- •3.5.3. Определение усилий в стержнях фермы.
- •Расчетные усилия в стержнях фермы, кН.
- •Подбор и проверка сечений стержней стропильной фермы.
- •3.5.5. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам.
- •Расчет швов.
- •Список использованной литературы.
3.5. Расчет и конструирование стропильной фермы.
3.5.1. Исходные данные.
Материал стержней ферм – сталь марки C245 R = 240 МПа = 24 кН/см2 (t ≤ 20 мм), материал фасонок – C255 R = 240 МПа = 24 кН/см2 (t ≤ 20 мм);
Элементы ферм выполняются из уголков.
3.5.2. Сбор нагрузок действующих на ферму. Постоянная нагрузка.
Нагрузка от массы покрытия (за исключением веса фонаря):
gкр’ = gкр – γggфон′ = 1,76 – 1,05*10 = 1,6 кН/м2.
Массу фонаря, в отличие от расчета рамы, учитываем в местах фактического опирания фонаря на ферму.
Масса каркаса фонаря на единицу площади горизонтальной проекции фонаря gфон’ = 0,1 кН/м2.
Масса бортовой стенки и остекления на единицу длины стенки gб.ст = 2 кН/м;
d-расчетная высота, принимается расстояние между осями поясов (2250-180=2,07м)
Узловые силы (а):
F1 = F2 = gкр’Вd = 1,6*6*2= 19,2 кН;
F3 = gкр’Вd + (gфон’0,5d + gб.ст)В = 1,6*6*2 + (0,1*0,5*2 + 2)*6 = 21,3 кН;
F4 = gкр’В(0,5d + d) + gфон’В(0,5d + d) = 1,6*6*(0,5*2 + 2) + 0,1*6*(0,5*2 + 2) = 30,6 кН.
Опорные реакции: . FAg = F1 + F2 +F3 +F4 /2=19,2+19,2+21,3+30,6/2=75 кН.
Снеговая нагрузка.
Расчетная нагрузка:
S = Sg= 1,8 .
Узловые силы:
1–й вариант снеговой нагрузки (б)
F1s = F2s =1,8*6*2*1,13=24,4 кН;
F3s = 1,8*6*2*(0,8+1,13)/2=20,8 кН;
F4s= 1,8*6*(2*0,5+2)*0,8=25,9 кН.
Опорные реакции: . FAs = F1s + F2s +F3s +F4s /2=2*24,2+20,8+25,9/2=82,5 кН.
2–й вариант снеговой нагрузки (в)
F1 s’ = 1,8*6*2=21,6 кН;
F2 s’ = 1,8*6*2*1,7=36,7 кН;
F3 s’ = 1,8*6*2/2*1,7=18,4 кН;
Опорные реакции: . F′As = F1 s’ + F2 s’ + F3 s’ =21,6+36,7+18,4=76,7 кН.
Нагрузка от рамных моментов (см. Таблицу )(г).
Первая комбинация
(сочет. 1, 2, 3* ,4, 5*): М1 max=-315 кНм; сочет. (1, 2, 3, 4*, 5):
М 2соотв= -238 кНм.
Вторая комбинация (без учета снеговой нагрузки):
М1=-315-(-60,9)=-254 кНм; М 2соотв= -238-(-60,9)=-177 кНм.
Нагрузка от распора рамы (г).
Первая комбинация
(сочетание 1, 2, 3* ,4, 5*): Н1 =1,4+3,3+28,1+14,6+5=52,4 кН;
сочетание (1, 2, 3, 4*, 5): Н 2= 1,4+3,3+30,7+8,3+5,2=48,9 кН.
Вторая комбинация:
Н1 ′=52,4-3,3=49,1 кН; Н 2′= 48,9-3,3=45,6 кН.
3.5.3. Определение усилий в стержнях фермы.
Усилия в стержнях фермы определяем раздельно для каждой нагрузки с помощью построения диаграммы Максвелла-Кремоны.
Для симметричной нагрузки (постоянная и снеговая) достаточно построить диаграмму усилий только для половины фермы. Для снеговой нагрузки строим диаграмму усилий от первого варианта снеговой нагрузки, а по второму варианту определяем только узловые нагрузки.
Для определения усилий от опорных моментов построим диаграммы от единичного момента, приложенного к левой опоре, зеркальное отображение этих усилий даст значение усилий в стержнях фермы от единичного момента, приложенного к правой опоре.
Для построения диаграммы единичный момент заменяют парой сил с плечом, равным расчетной высоте фермы на опоре:
Н=М/(hоп-∑z0)=1/(2,25-0,1)=0,465 кН.
Вертикальные опорные реакции фермы равны:
FА=FB=М/l=1/23=0,0434 кН.
Приближенно принимаем, что усилие в нижнем поясе меняется линейно.