5.3. Проверка прочности траверсы

Расчетная схема:

q_тр= _с* В/2 = 0,59 *45/2 = 13,28 кН/см

Расчетные усилия:

М_тр= (q_тр* а²) / 2 = (13,28 * 31,05²) / 2 = 6401,64 кН*см

Q_тр= q_тр* а = 13,28 * 31,05 = 412,34 кН

Схема траверсы:

 = М_х/ W_{х тр}≤ R_y

А_тр= 45*2 = 90 см, W_{х тр}=bh_тр²/6 = 2*45²/6 = 675 см³

 = 6401,64 * 2/ 675 = 18,97 ≤ R_y= 21,5 кН/см²

 = Q*S / I*t = 1,5*Q/(h_тр* t_тр) = 1,5*412,34 / (45*2) = 6,87 кН/см²

 < R_s= 13,5 кН/см²

5.4. Проверка прочности шва прикрепления траверсы к колонне

Расчетные усилия в шве:

N_ш= ½ (N/2 + М/h) = ½ (1132,4 / 2 + 25308,3 / 57,9) = 501,65 кН

_w= N_ш/ А _w= N_ш/_fk_f(h_тр- 1) ≤ R_wf*_c= 18,5 кН/см²

_w= 501,65 / 0,8*10* (45 - 1) = 1,43 кН/см²≤ 18,5 кН/см²

_f– учитывает вид сварки (полуавтоматическая)

_f= 0,8

R_wf– расчетное сопротивление сварного углового шва

R_wf= 10 см – катет траверсы

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ В СТЕРЖНЯХ ФЕРМЫ

В курсовом проекте при определении усилий в стержнях будем рассматривать стропильную ферму как стержневую систему с шарнирами в узлах. Расчетные усилия от вертикальной нагрузки (постоянной и снеговой) можно определить, если предварительно вычислить усилия во всех стержнях стропильной фермы, загрузив ее односторонней (например левую половину фермы) единичной нагрузкой. Усилия в стержнях фермы определяем в табличной форме.

Схема загружения стропильной фермы:

Таблица 1

Наименование элемента	Единичные усилия в кН			обозначение стержня	Ng	Nр	N= Ng+ Nр
	слева	справа	с двух сторон
Верхний пояс	0	0	0	В1	0	0	0
	-4,46	-2,23	-6,69	В2	-1041	-361	-1402
	-4,46	-2,23	-6,69	В3	-1041	-361	-1402
	-3,76	-3,76	-7,52	В4	-1170	-406	-1576
Нижний пояс	3,06	1,22	4,28	Н1	666	231	897
	4,58	3,05	7,63	Н2	1187	412	1599
раскосы	-3,95	-1,58	-5,53	Р1	-860	-299	-1159
	1,79	1,29	3,08	Р2	479	166	645
	-1,18	-1,16	-2,34	Р3	-364	-126	-490
	-1,16	0,98	-0,18	Р4	-28	-63 / 53	-91 / 25
стойки	-0,5	0	-0,5	С1	-78	-27	-105
	-1	0	-1	С2	-156	-54	-210
	0,125	0,125	0,25	С3	39	13,5	52,5

Фактические узловые нагрузки:

Постоянная: G = g_риг* d = 51,86 * 3 = 155,58 кН

Снеговая: Р = Р * d = 18 * 3 = 54 кН

7. Подбор сечений и расчет элементов фермы

• Подбор сечений сжатых стержней

1. Задаемся гибкостью (для любого стержня верхнего пояса) = 90

2. По приложению 3[2] находим (, R_y)= 0,612

3. Требуемая площадь сечения А_тр ≥ N/* R_y*_c

А_тр≥ 1576 / 0,612*23,5*1 = 107,99 см²

4. Требуемые радиусы инерции

i_x^тр≥ l_x/; i_у^тр≥ l_у/; l_x= l_у== 3 м

i_x^тр= i_у^тр= 300 / 90 = 3,33 см

5. Из сортамента 1[1] выбираем уголок и выписываем его характеристики: А = 86,6 см², i_x= 4,92 см, i_у= 7,14 см, 16014

6. Проверяем на устойчивость стержень выбранного сечения:

_х= l_x/ i_x= 300 / 4,92 = 60,97 < [] = 120

_у= l_у/ i_у= 300 / 7,14 = 42,0 < [] = 120

по _max=_хиз 3[2] находим_min= 0,8 и проверяем:

 = N /А ≤ R_у*_min*_c, где R_у= 23,5 кН/см²

 = 1576 / 86,6 = 18,2 < 23,5*0,8*1 = 18,8 кН/см²

Условие устойчивости выполнено.

• Подбор сечений сжатых стержней по предельной гибкости:

1. Задаемся гибкостью = [] = 150

2. Требуемые радиусы инерции

i_x^тр≥ l_x/; i_у^тр≥ l_у/, где l_x= 0,8*l₀= 0,8*2,45 = 1,96 м

l_у= l₀= 2,45 м

i_x^тр≥ 196 / 150 = 1,3 см, i_у^тр≥ 245 / 150 = 1,63 см

3. Из сортамента выбираем уголок и выписываем его характеристики сечения: А = 20,2 см², i_x= 2,29 см, i_у= 3,70 см, 757

4. Проверяем на устойчивость стержень заданного сечения:

_х= l_x/ i_x= 196 / 2,29 = 85,6

_у= l_у/ i_у= 245 / 3,70 = 66,23

по _max=_хиз 3[2] находим_min= 0,649

5.  = N /А=210 / 20,2=10,4 кН/см²≤ R_у*_min*_c=23,5*0,8*0,649=12,2 кН/см²

Условие устойчивости выполнено.

• Подбор сечения растянутых стержней

1. Требуемая площадь сечения:

А_тр= N / R_у*_c= 1599 / 23,5*1 = 68,04 см²

2. Из сортамента по значению А_трвыписываем уголок с его характеристиками: 20012511, А = 69,8 см², i_x= 3,56 см, i_у= 9,74 см

 = 1599 / 69,8 = 22,91 кН/см²≤ 23,5 кН/см²

Аналогично делаем расчет для остальных стержней и результаты сводим в Таблицу 2.

Исходя из расчетов можно принять сечение С2 равным сечению Р4.

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ УЗЛОВ ФЕРМЫ

1. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРОМЕЖУТОЧНОГО УЗЛА ВЕРХНЕГО ПОЯСА

• Определение длины шва прикрепления опорного раскоса к фасонке:

По обушку:

Назначим катет шва по обушку – к_f^об=10 мм

2. ПРИМЕР РАСЧЕТА ОПОРНОГО УЗЛА НИЖНЕГО ПОЯСА

3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРОМЕЖУТОЧНОГО УЗЛА НИЖНЕГО ПОЯСА

12