Стропильная ферма промышленного здания

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

Вложенные файлы: 1 файл

моя работа а.docx

— 747.65 Кб (Скачать файл)

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

 

 

 

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  

  1. 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.

Единицы измеpения усилий: T

Единицы измеpения напpяжений: T/м**2

Единицы измеpения моментов: T*м

Единицы измеpения pаспpеделенных моментов: T*м/м

Единицы измеpения pаспpеделенных пеpеpезывающих сил: T/м

Единицы измеpения пеpемещений повеpхностей в элементах: м

 

Используемые обозначения для загружений:

S1,S2, ... - расчетные значения

SD         - амплитуда  суммарной динамической составляющей  нагрузки

ST         - шаг нелинейного нагружения

 

Разработан SCAD Soft                                                                               

Wed Dec 11 10:46:09 2013      6                основная сxема     6.0001                           

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|                               У С И Л И Я /НАПРЯЖЕНИЯ/ В  ЭЛЕМЕНТАХ                               |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| 001_       1-1      1-2      1-3      2-1      2-2      2-3      3-1      3-2      3-3      4-1  |

|            7        7        7       17       17       17       18       18       18       19    |

|           17       17       17       18       18       18       19       19       19       20    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|1 - "узл"                                                                                         |

|  N    -1041.88 -1041.88 -1041.88 -926.124 -926.124 -926.124 -810.358 -810.358 -810.358 -694.593  |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| 001_       4-2      4-3      5-1      5-2      5-3      6-1      6-2      6-3      7-1      7-2  |

|           19       19       20       20       20       12       12       12       13       13    |

|           20       20       12       12       12       13       13       13       14       14    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|1 - "узл"                                                                                         |

|  N    -694.593 -694.593 -578.827 -578.827 -578.827 -578.827 -578.827 -578.827 -694.593 -694.593  |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| 001_       7-3      8-1      8-2      8-3      9-1      9-2      9-3     10-1     10-2     10-3  |

|           13       14       14       14       15       15       15       16       16       16    |

|           14       15       15       15       16       16       16        6        6        6    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|1 - "узл"                                                                                         |

|  N    -694.593 -810.358 -810.358 -810.358 -926.124 -926.124 -926.124 -1041.88 -1041.88 -1041.88  |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| 001_      11-1     11-2     11-3     12-1     12-2     12-3     13-1     13-2     13-3     14-1  |

|            6        6        6        5        5        5        4        4        4        3    |

|            5        5        5        4        4        4        3        3        3        2    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|1 - "узл"                                                                                         |

|  N     1032.75  1032.75  1032.75  1032.75  1032.75  1032.75  918.     918.     918.     803.25   |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| 001_      14-2     14-3     15-1     15-2     15-3     16-1     16-2     16-3     17-1     17-2  |

|            3        3        2        2        2        1        1        1       11       11    |

|            2        2        1        1        1       11       11       11       10       10    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|1 - "узл"                                                                                         |

|  N     803.25   803.25   688.5    688.5    688.5    688.5    688.5    688.5    803.25   803.25   |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| 001_      17-3     18-1     18-2     18-3     19-1     19-2     19-3     20-1     20-2     20-3  |

|           11       10       10       10        8        8        8        8        8        8    |

|           10        9        9        9        9        9        9        7        7        7    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|1 - "узл"                                                                                         |

|  N     803.25   918.     918.     918.     1032.75  1032.75  1032.75  1032.75  1032.75  1032.75  |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| 001_      21-1     21-2     21-3     22-1     22-2     22-3     23-1     23-2     23-3     24-1  |

|           17       17       17       18       18       18       19       19       19       20    |

|            8        8        8        9        9        9       10       10       10       11    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|1 - "узл"                                                                                         |

Информация о работе Стропильная ферма промышленного здания