Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Апреля 2014 в 19:51, курсовая работа
Краткое описание
Связи между фермами создают общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости фермы, производят перераспределение нагрузок, приложенных к одной раме на соседнюю раму.
Содержание
1. Исходные данные......................................................................................................4 2. Схемы связей: горизонтальных по верхним и нижним поясам фермы; вертикальных между фермами...................................................................................5 3. Определение нагрузок на ферму............................................................................7 4. Определение усилий в стержнях фермы...............................................................8 5. Подбор сечений стержней фермы.........................................................................11 5.1. Верхний пояс...................................................................................11 5.2. Нижний пояс....................................................................................13 5.3. Раскосы............................................................................................13 5.4. Стойки.............................................................................................15 6. Определение усилий в стержнях фермы с помощью SCAD………………....16 7. Кристалл…………………………………………………………………………19 8. Список литературы...............................................................................................27
6. Определение усилий в стержнях
фермы с помощью SCAD………………....16
7. Кристалл…………………………………………………………………………19
8. Список литературы...............................................................................................27
1. Исходные данные.
Необходимо запроектировать
стропильную ферму для одноэтажного промышленного
здания.
1. Пролет фермы: 30 м;
2. Шаг фермы: 6 м;
3. Тип кровли: холодная;
4. Тип фермы:
треугольная;
5. Нагрузка от фермы
на покрытие: 0,5
6. Тип сечения элементов
фермы: пояса и решетка из 2-х уголков;
7. Марка стали: С245;
8. Снеговой район: II район;
Ферма разделена на 2 отправочные
марки, которые являются одинаковыми и
взаимозаменяемыми. Прежде чем принять
расчетную схему фермы необходимо запроектировать
узел сопряжения фермы с колонной. Сопряжение
фермы с колонной – шарнирное.
Расчетная схема фермы
2. Схемы связей:
горизонтальных по верхним и
нижним поясам фермы; вертикальных
между фермами.
Связи между фермами создают
общую пространственную жесткость каркаса,
обеспечивают устойчивость сжатых элементов
ригеля из плоскости фермы, производят
перераспределение нагрузок, приложенных
к одной раме на соседнюю раму.
Система связей по покрытию
состоит:
- из горизонтальных поперечных
и продольных связей по верхним
и нижним поясам ферм.
Горизонтальные и вертикальные
связи устанавливают в крайних рядах температурного
отсека ферм и в том шаге, где устанавливаются
вертикальные связи по колоннам.
Продольные связи по нижним
поясам ферм ставятся в крановом здании.
Вертикальные связи ставятся
в крайних шагах температурного отсека
и в том пролете, где есть связи по колоннам,
также связи ставятся по коньку и на опорах.
3. Определение
нагрузок на ферму.
На ферму действуют два вида
нагрузок:
1) постоянная (от собственного
веса конструкций покрытия);
2) временная (снеговая).
Величины расчетных нагрузок
на 1 м2 (горизонтальной
проекции) площади покрытия от собственного
веса конструкции и снеговой нагрузки
для V снегового района равны:
qр = 0,5 кН/м2;
Pр = 1,2 кН/м2;
Значения погонных равномерно
распределенных расчетных нагрузок от
собственного веса конструкций и от снега
(в кН/м) определяются по формулам:
qсн = qр × В ; Рпн = Pр × B, где В – шаг ферм
(В = 6 м);
qсн = 0,5 × 6 = 3 кН/м;
Рпн = 1,2 × 6 = 7,2 кН/м;
Узловая нагрузка на промежуточные
узлы фермы определяется по формуле:
Fq = qсн × d; Fp = Pпн × d, где d – длина панели
верхнего пояса (d = 3 м);
Fq = 3 × 3 = 9 кН;
Fp = 7,2 × 3 = 21,6 кН;
F = Fq + Fp = 9 + 21,6 = 30,6 кН
Определение расчётных
усилий в стержнях фермы
Значения усилий определяем методом сечений.
Опорные реакции определяются
по формуле:
R = S Fi / 2, где S Fi – сумма всех
узловых нагрузок на ферму
R = 10·F / 2 = 5·F = 5 × 30,6 = 153 кН.
Сечение А-А:
å у = - 0,5 · F +
= 0 Þ
кН;
å x =
Þ
кН;
Сечение Б-Б:
å у
Þ
кН;
å x =
Þ
кН;
Сечение В-В:
Þ
кН;
å x =
Þ
кН;
Сечение Г-Г:
Þ
Þ
кН;
Сечение Д-Д:
;
;
Þ
кН;
Сечение E-E:
å у =
Þ
кН;
å x
Þ
кН;
Сечение Ж-Ж:
Þ
кН;
Сечение З-З:
å х =
Þ
кН;
å у
Þ
кН;
Сечение И-И:
;
;
Þ
кН;
Сечение К:
å у =
Þ
кН;
Элементы фермы
№ стержня
Расчетное усилие S, кН
Сжатие
Растяжение
1
2
3
4
Верхний Пояс
1-3(18-20)
3-5(16-18)
5-7(14-16)
7-9(12-14)
9-11(11-12)
- 1041,9
-926,1
-810,3
-694,5
-578,8
-
-
-
-
-
Нижний пояс
1 - 2 (19 - 20)
2 - 4 (17 -19)
4 - 6 (15 - 17)
6-8 (13-15)
8-10(10-13)
-
-
-
1032,75
1032,75
918
803,2
688,5
Раскосы
3 - 4 (17 - 18)
5 - 6 (15 - 16)
7 - 8 (13 - 14)
9-10 (10 - 12)
-115,2
- 118,7
-123,5
-130,05
-
-
-
-
-
Стойки
2-3 (18-19)
4-5 (16-17)
6-7 (14-15)
8-9 (12-13)
10-11
-
-
-
-
-
0
15,3
30,6
45,9
122,4
5.. Подбор сечений
стержней фермы
5.1. Верхний пояс
Принимаем уголки стальные
горячекатаные равнополочные по ГОСТ
8509-93. Верхний пояс фермы проектируем
без изменения сечения по длине.
Подбор сечения участка
1-11: N1-3 = N18-20 = Nmax = -1041.9 кН.
Принимаем λ = 50, тогда φ = 0,852
(при Ry = 240 МПа для стали С245).
см2;
Принимаем профиль сечением
140 ´ 10 с А = 54,66 см2, iх =4,33см; = iy = 6,05см.
Проверка гибкости:
Условие не соблюдается.
Принимаем профиль сечением
140 ´ 12 с А = 64,98 см2, iх =4,31см; iy = 6,08см.
Условие соблюдается.
Проверяем устойчивость стержня:
кН/см2 < Ry×gc = 24 × 0,9 = 22,8 кН/см2.
Имеем недонапряжение:
.
Окончательно примем профиль
сечением
140 ´ 12 с А = 64,98 см2, iх =4,31см; iy = 6,08см.
5.2. Нижний пояс
Нижний пояс фермы проектируем
без изменения сечения по длине.
Подбор сечения участка
1-10: N1-2 = Nmax = N19-20 = 1032,75 кН.
Требуемая площадь сечения:
см2;
Принимаем профиль сечением
100 ´ 16 с А = 59,36 см2, iх = 2,98см; iy=
4,64 см.
Условие соблюдается.
Проверяем устойчивость стержня:
кН/см2 < Ry×gc = 24 × 0,8 = 19,2 кН/см2.
Имеем недонапряжение:
.
Окончательно примем профиль
сечением
100 ´ 16 с А = 59,36 см2, iх = 2,98см; iy=
4,64 см.
5.3. Раскосы
Все раскосы сжаты, т.е. [λ] = 200, gс=0,95 (как для сжатого элемента
решетки фермы при расчете на устойчивость).
В связи с тем, что раскосы являются
самым длинным элементом решетки фермы,
подбор сечения будет в первую очередь
зависеть от гибкости раскоса.
Подбор сечения участка
9-10: N9-10 = N17-18 = Nmax = -130,05 кН.
Принимаем λ = 80, тогда φ = 0,686(при
Ry = 240 МПа для С245).
Требуемая площадь сечения:
см2;
Принимаем профиль сечением
63´4 с А = 9,92 см2, iх =1,95см; iy = 2,85см.
Условие не соблюдается.
Принимаем профиль сечением
75´7 с А = 20,3 см2, iх =2,29см; iy = 3,4 см.
Условие соблюдается.
Проверяем устойчивость стержня:
кН/см2 < Ry×gc = 24 × 0,95 = 22,8 кН/см2.
Имеем недонапряжение:
.
Окончательно примем профиль
сечением
75´7 с А = 20,3 см2, iх =2,29см; iy = 3,4 см.
5.4. Стойки.
Все стойки фермы растянуты,
т.е. [λ] = 400, gс = 0,8.
Подбор сечения участка
10-11: N10-11 = Nmax = 122,4 кН.
Требуемая площадь сечения:
см2;
Принимаем профиль сечением
45´4 с А = 6,96 см2, iх =1,38см; iy = 2,16 см.
Проверка гибкости:
Условие соблюдается.
Проверяем устойчивость стержня:
кН/см2 < Ry×gc = 24 × 0,8 = 19,2 кН/см2.
Имеем недонапряжение:
.
Окончательно примем профиль
сечением
45´4 с А = 6,96 см2, iх =1,38см; iy = 2,16 см.
6.Определение усилий
в стержнях фермы
Усилия в стержнях фермы определяем
с помощью программного комплекса SCAD.