Стальной каркас одноэтажного производственного здания с мостовыми кранами

Расчет  элементов каркаса.

1. Расчет усилий в элементах каркаса.

Расчет  плоской системы состоящей из стержневых элементов на статические  воздействия выполнен с помощью  вычислительного комплекса "Лира 9.0". Расчет выполнен в соответствии с требованиями [1].  Результаты расчета представлены в Приложении №1. 

2. Расчет  элементов фермы.
1. Расчет сечений элементов фермы.

Ферма состоит из парных уголков. Сечения элементов должны быть экономичными по расходу стали, простыми в изготовлении и обеспечивать надёжность и долговечность конструкции.

Расчётная длина верхнего сжатого пояса  в плоскости фермы принимается  равной её геометрической длине (между  центрами узлов). Для раскосов (кроме  опорного) расчётная длина в плоскости  с учётом защемления: l_ef=0.8l. Расчётная длина сжатых элементов из плоскости фермы определяется расстоянием между её закрепляющими точками. Расчётная длина сжатых раскосов и стоек из плоскости фермы принимается равной её геометрической длине (l_y=l). Толщинe фасонки принимаем t_ф=14 мм = 1.4 см.

Расчет  растянутых стержней производится в соответствии с требования [1]. 

где N – усилие в рассматриваемом стержне.

А – площадь поперечного сечения стержня.

R_y – расчетное сопротивление материала ( R_y=27 кН/см² ).

g_С – коэффициент условий работы, принимается по табл.6 [3] ( g_С=0,95 ). 

Требуемая площадь сечения:

Расчет  сжатых стержней производится в соответствии с требования [1].

где j - коэффициент продольного изгиба, принимается по табл.72 [1] в зависимости от гибкости элемента l и расчетного сопротивления стали R_y.

Гибкость  элемента:

где l₀ – расчетная длина стержня, принимается по табл.11 [1] (в плоскости фермы: пояс - l₀=l, опорный раскос - l₀=l, прочие элементы решетки - l₀=0.8l; из плоскости фермы: пояс - l₀=l, опорный раскос - l₀=l, прочие элементы решетки - l₀=l ).

i – радиус инерции элемента.

l_ПРЕД –предельная гибкость элемента, принимается по табл.19 [1] (для поясов, опорных раскосов, стоек l_ПРЕД=120, прочих элементов фермы (сжатых) l_ПРЕД=150 ;для растянутых=400).

 Требуемая  площадь сечения:

Подбор  сечений ферм.

1. Нижний пояс.
1. КЭ №14.

Nmax= 255,440 кН	Ry=27 кН/см2	γс=0,95
lefx=600 см	ly=3000 - 600=2400 см	λпред=400

Принимаем уголок: 80x60x8

Ауг = 10,67 см2	ixуг = 2,5 см	ix = 1,74 см	y0 = 1,57 см
А = 21,34 см2	iyуг = 1,74 см	iy = 7,03 см	x0 = 2,56см

Проверяем гибкость:

Несущая способность:

Шаг сухарей:

a ≤ 80 * i_x^уг = 80 * 2,5 = 200см

600/200 = 3 => ставим 3 сухаря, через равные промежутки от узлов. 

2. КЭ №15 и №16.

Nmax= 685,158 кН	Ry=27 кН/см2	γс=0,95
lefx=600 см	ly=3000 - 600=2400 см	λпред=400

Принимаем уголок: 100x65x8

Ауг = 12,73 см2	ixуг = 3,18 см	ix = 1,84 см	y0 = 1,56 см
А = 25,46 см2	iyуг = 1,84 см	iy = 7,28 см	x0 = 3,28 см

Проверяем гибкость:

Несущая способность:

Шаг сухарей:

a ≤ 80 * i_y^уг = 80 * 1,84 = 147,2

600/147,2 = 4,05 => ставим 4 сухаря, через равные промежутки от узлов. 

2. Растянутые  раскосы.
3. КЭ №36.

Nmax= 269,505 кН	Ry=27 кН/см2	γс=0,95
lefx= 269,505см	ly= 269,505см	λпред=400

Принимаем уголок: 50x6

Ауг = 5,69 см2	ixуг = 1,52 см	ix = 1,52 см	y0 = 1,46см
А = 11,38 см2	iyуг = 1,52 см	iy = 6,64 см	x0 = 1,46 см

Проверяем гибкость:

Несущая способность:

Шаг сухарей:

a ≤ 80 * i_y^уг = 80 * 1,52 = 121,6 см

269,505/121,6 = 2,21 => ставим 3 сухаря, через равные промежутки от узлов. 
 
 

4. КЭ №38.

Nmax= 115,502 кН	Ry=27 кН/см2	γс=0,95
lefx= 269,505 см	ly= 269,505 см	λпред=400

Принимаем уголок: 90x7 (№7').

Ауг = 5,69 см2	ixуг = 1,52см	ix = 1,52 см	y0 = 1,46 см
А = 11,38 см2	iyуг = 1,52 см	iy = 6,64 см	x0 = 1,46 см

Проверяем гибкость:

Несущая способность:

Шаг сухарей:

a ≤ 80 * i_y^уг = 80 * 1,52 = 121,6 см

269,505/121,6 = 2,21 => ставим 3 сухаря, через равные промежутки от узлов. 

4. Верхний пояс.
5. КЭ №20 и №21.

Nmax= - 434,126 кН	Ry=24 кН/см2	γс = 0,95	𝜆предв=90
lefx= 300 см	ly= 300 см	λпред= 120	φ = 0,612

Принимаем уголок: 125x80x8

Ауг = 16 см2	ixуг = 4 см	ix = 2,28 см	y0 = 4,05 см
А = 32 см2	iyуг = 2,28 см	iy = 6,21 см	x0 = 1,84 см

 
 

Проверяем гибкость:

Несущая способность:

Шаг сухарей:

a ≤ 40 * i_x^уг = 40 * 4 = 160 см

300/160 = 1.87 => ставим 2 сухаря, через равные промежутки от узлов. 

6. КЭ №22 и №23.

Nmax=-651,190 кН	Ry=24 кН/см2	γс = 0,95	𝜆предв=90
lefx= 300 см	ly= 300 см	λпред= 120	φ = 0,612

Принимаем уголок: 160x100x10

Ауг = 25,28 см2	ixуг = 5,13 см	ix = 2,84 см	y0 = 5,23 см
А = 50,56 см2	iyуг = 2,84см	iy = 8,91 см	x0 = 2,28 см

Проверяем гибкость:

Несущая способность:

Шаг сухарей:

a ≤ 40 * i_x^уг = 40 * 5,13= 205,2 см

300/205,2 = 1.46 => ставим 2 сухаря, через равные промежутки от узлов. 
 
 
 
 
 
 

5. Опорный раскос.
7. КЭ №35.

Nmax= -346,506 кН	Ry=24 кН/см2	γс = 0,95	𝜆предв=90
lefx= 269,505 см	ly= 269,505 см	λпред= 120	φ = 0,612

Принимаем уголок: 160x100x10 (№7).

Ауг = 12,73см2	ixуг = 3,18 см	ix = 3,18 см	y0 = 3,28 см
А = 25,46 см2	iyуг = 1,84 см	iy = 2,54см	x0 = 1,56 см

Проверяем гибкость:

Несущая способность:

Шаг сухарей:

a ≤ 40 * i_y^уг = 40 * 1,84 = 73,6 см

269,505/73,6 = 3,66 => ставим 4 сухаря, через равные промежутки от узлов.