Стропильная ферма промышленного здания
Курсовая работа, 13 Апреля 2014, автор: пользователь скрыл имя
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
- 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 |
|
|
1-3(18-20) 3-5(16-18) 5-7(14-16) 7-9(12-14) 9-11(11-12) |
-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