3.3 Определение расчетных усилий в стержнях фермы
Таблица 7
3.4 Подбор сечений элементов фермы
Тип фермы: с параллельными поясами из ГСП. Пролёт 24м. Материал поясов – С345, решётки – С255.
Верхний пояс (без изменения сечения по длине)
,(12,14)
С345
(до
10мм).
,
,
,
,
Предварительно
принимаю
Принимаем
сечение Гн
160х4
,
,
=
>
=
>
,
Нижний пояс
,
(11,17)
,
,
,
см,
(до
10мм).
Принимаю
сечение □120х4 с
,
,
Раскос опорный
(3)
,
(до
10мм).
,
,
,
,
Предварительно
принимаю
Принимаю
сечение Гн 100х5 с
,
-
условие выполняется
,
Проверим выполнение конструктивных требований :
Стойки
,
(до
10мм).
,
,
,
.
Предварительно
принимаю
Принимаю
сечение гсп 100х3 с
,
,
Проверим выполнение конструктивных требований :
Условия выполняются.
Таблица 8
3.5 Расчёт и конструирование узлов фермы
Верхний опорный узел.
Рисунок 10 - Конструирование верхнего опорного узла
Для крепления фланца к колонне применяются болты класса 4.6, диаметром d=16мм.
Несущая способность одного болта
Требуемое количество болтов:
,
принимаю 4 симметрично расположенных
болта.
Толщина
фланца:
,
где b - расстояние между осями болтов по горизонтали;
l - длина фланца.
сталь С345, Ry=31,5 кН/см2
Принимаю tfl=14мм
Расчёт сварного шва
Верхний пояс привариваем к фланцу ручной сваркой под слоем флюса сварочной проволокой Св-08А.
Определение сечения, по которому необходимо рассчитать угловой шов на срез:
где
18
,
21
,
Длина
шва
см
Расчётный
катет шва:
По
конструктивным требованиям
,
т.к. толщина наиболее толстого из
свариваемых элементов
Принимаю катет сварного шва 6 мм.
Нижний опорный узел
Рисунок 11 - Конструирование нижнего опорного узла
Постоянная нагрузка: Снеговая нагрузка:
;
;
;
;
Требуемая площадь опорного фланца:
,
где
(для
С345 лист. до20мм)
Принимаю ширину фланца в зависимости от двухрядного размещения болтов: bfl=26см.
Толщина
фланца:
.
Принимаю 16 мм.
Проверка прочности сварных швов:
Нижний
пояс привариваем к фланцу полуавтоматической
сваркой в среде углекислого газа
проволокой Св-08ГА
Катет шва 6 мм. Проверка на вертикальную нагрузку:
Длина
шва:
Напряжение от горизонтальных усилий:
,
Определим необходимое количество болтов:
Для крепления фланца к колонне применяются болты класса 4.6, диаметром d=16мм.
,
Несущая
способность одного болта
принимаю
4 симметрично расположенных болта.
Опорное давление фермы передается на специальный столик колонны через опорный лист узла фермы. Опорный столик принимаем из стального листа толщиной 40мм. Для лучшей фиксации передачи опорного давления фермы на колонну торцы опорного листа фермы и опорного столика необходимо пристрогать.
Определим длину опорного столика:
Принимаю длину столика 12см
Т.к. толщина самого толстого из привариваемых элементов 40мм., принимаем катет сварного шва 10мм.
Промежуточный узел
Рисунок 12 - Конструирование промежуточного узла №3.
Т.к.
,
значение е
не учитываем.
Стержень 3
- Несущая способность пояса на продавливание в опорных узлах, проверяется по формуле:
где
-
усилие в примыкающем узле;
-изгибающий
момент от основного воздействия в
примыкающем элементе,0;
-
коэф. условий работы, принимаемый по
табл.6* СНиП II-23-81*,1;
коэффициент
влияния знака усилия в примыкающем
элементе, равен 1,0;
коэффициент
влияния продольной силы в поясе, равный
1:
длина
участка линии пересечения примыкающего
элемента с поясом в направлении оси
пояса:
;
расстояния
между смежными стенками соседних
элементов решетки, 15,5мм
,
Условие не выполнилось, увеличиваем толщину стенки и принимаем сечение верхнего пояса □160х7:
-
Проверка несущей способности боковой
стенки при примыкании сжатого элемента
не требуется, так как
- Несущая способность элемента решетки:
k – коэффициент, учитывающий возможное снижение несущей способности участка стенки пояса как сжатой пластинки, работающей в упругой или упруго-пластичной стадии. Для сталей с Ry≤400Мпа и при отношении Db/td≤40 – k=1.
Условие выполняется.
- Несущая способность сварных швов:
Определим длину сварного шва, прикрепляющего стержень к поясу:
,
принимаю катет шва
Стержень 4
- Несущая способность пояса на вырывание в опорных узлах, проверяется по формуле:
где - усилие в примыкающем узле;
-изгибающий момент от основного воздействия в примыкающем элементе,0;
- коэф. условий работы, принимаемый по табл.6* СНиП II-23-81*,1;
коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе, равен 1,2;
коэффициент влияния продольной силы в поясе:
;
длина
участка линии пересечения примыкающего
элемента с поясом в направлении оси
пояса:
;
расстояния между смежными стенками соседних элементов решетки, 15,5 мм
- Несущая способность элемента решетки:
k – коэффициент, учитывающий возможное снижение несущей способности участка стенки пояса как сжатой пластинки, работающей в упругой или упруго-пластичной стадии. Для сталей с Ry≤400Мпа и при отношении Db/td≤40 – k=1.
Условие выполняется.
- Несущая способность сварных швов:
Определим длину сварного шва, прикрепляющего стержень к поясу:
,
принимаю катет шва
Верхний монтажный стык
Рисунок 13 - конструирование верхнего монтажного стыка
Принимаем фланец толщиной 20 мм из стали С345.
Конструктивно
принимаем 4 болта класса 4.6
.
Принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08ГА.
Длина
шва:
.
Расчетный
катет шва:
принимаю катет шва
,
т.к.
.
Нижний монтажный стык
Рисунок 14 - Конструирование нижнего монтажного стыка
.
Материал фланцев – сталь С345, толщина 20 мм.
Используются
высокопрочные болты М20 из стали
40Х«Селект» (СНиП II-23-81,
Прил.2, табл.61
),
диаметр шайб
,
диаметр отверстий 22 мм.,
Принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08ГА.
Размещение болтов:
Рисунок 15 – Размещение болтов
принимаем b1=40мм
принимаем a=45мм
Усилие предварительного натяжения болтов:
.
Несущая способность болтов внутренней зоны:
.
Необходимое кол-во болтов:
.
Принимаю 4 болта.
Несущая способность обеспечивается болтами внутренней зоны:
Проверка фланцевого соединения на сдвиг:
.