Зміст
Завдання на розрахункову роботу.
Розрахунок прогону за граничними станами.
Розрахунок кроквяної ферми.
Підбір перерізів стержнів.
Монтажна план-схема по верхньому поясу ферми.
Поперечний розріз будинку.
Опорний вузол, проміжний вузол.
Список використаної літератури.
Компоновка конструктивної схеми сталевого каркаса
Виробничий будинок в м. Одесі. Каркас будівля являє собою просторову конструкцію, основою якої є поперечні рами зв’язані між собою у горизонтальних та вертикальних площинах в одну геометрично незмінну систему. Рама складається з колон, защемлених у фундаментах і ферм жорстко або шарнірно з’єднаних з колонами.
Покрівля будинку – на сталевих прогонах, азбестоцементні листи по з/б плитах, тепла , прогони з гнутих швелерів, сталь класу С235.
Довжина будинку – 75,4м.
Кількість прольотів та їх розміри – 1х18.
Висота приміщення(відмітка низу несучої конструкції) – 5,6м.
Крок ферм – 5,8м.
Матеріали конструкції:
Ферми покриття – сталь класу С235; пояси з гнутих швелерів, гратка – з труб.
Розрахунок прогону за граничними станами.
Обчислення навантажень.
Основними навантаженнями на кроквяні ферми є власна вага прогону, конструкцій покрівлі , тимчасове короткочасно діюче навантаження – сніг.
№
Вид навантаження
Експлуатаційне Навантаження,
Коеф. Нав-ня,
Розрахункове граничне навантаження,
Постійне навантаження
1.
Азбестоцементні листи
130
1,3
169
2.
1 шару рубероїду
40
1,3
52
3.
Утеплювач з пінополістеролу
50
1,3
65
4.
Пароізоляція
40
1,3
52
5.
З/б плити
1500
1,05
1575
6.
Прогон L=5,8м
60
1,05
63
Всього
1820
1976
Тимчасове навантаження
Снігове
880
1,04
915
Разом
2700
2891
Розрахунок прогону за І ГГС за міцністю.
Обчислюємо погонне вертикальне навантаження на прогоні.
Повне нормативне навантаження:
Повне розрахункове навантаження:
b – ширина вантажної площі.
Обчислення погонного навантаження:
в площині, перпендикулярній до схилу:
В площині меншої жорсткості прогону (в площині схилу):
В площині прогону приймаємо розрізні прогони, довжина яких рівна кроку ферми. Ферми служать опорами.
Розрахункова схема прогону в площині найбільшої жорсткості.
Статистичний розрахунок
Підбір перерізу прогону.
Найбільший розрахунковий граничний момент в площині перпендикулярній до схилу:
Найбільший розрахунковий граничний момент в площині схилу:
Прогін покриття працює на косе згинання з допущенням пружно-пластичної роботи сталі. Перевірку міцності у цьому випадку здійснюють за формулою:
Обчислення необхідного моменту опору перерізу:
Таким чином підбираємо за ГОСТ 8240-89 швелер №22.
Характеристики перерізу:
h=220мм; b=82мм; t=9,5мм.
s=5.4мм, ; ; ;
Уточнені коефіцієнти становитимуть:
Площа стінки
Площа поличок
Співвідношення
Згідно з таблицею 66 СНиП ІІ-23-81* отримаємо Сх=1.08, Су=1,6.
Остаточно перевіряємо напруження:
Розрахунок та перевірка прогинів.
Розрахунковий прогин:
Тут МПа згідно з таблицею 63 СНиП ІІ-23-81*.
Допустимий прогин:
Перевіряємо прогин:
Умови міцності та прогину забезпечуються. В результаті підібрано прогін – гнутий швелер №22 за ГОСТ8240-89
Розрахунок кроквяної ферми.
2.1 Завдання на проектування.
Сортамент, відповідні класи сталі, габарити поперечної рами задано в завданні на проектування. Основними навантаженнями на кроквяні ферми є власна вага ферми, зв’язків, конструкцій покрівлі, тимчасове короткочасно діюче навантаження – сніг.
2.2 Розрахункові навантаження.
Геометрична схема ферми.
Оскільки приймаємо схему шарнірного кріплення поперечного ригеля(ферми) до колон, то моментів в місцях приєднання ферми до колон не виникатиме.
Розрахункове навантаження на всі вузли верхнього поясу, крім крайніх, від ваги покрівлі, прогонів і снігового навантаження, обчислені за ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи»:
Де, 2,891 – сумарне навантаження, 3,1х5,8 – площа завантаження.
На крайні вузли верхнього поясу діятиме навантаження:
- оскільки площа завантаження вдвічі менша.
- власна вага ферми.
Отже,
Опорна реакція буде дорівнювати:
.
2.3. Визначення розрахункових зусиль в стержнях кроквяних ферм.
В модулі ЛІРА ВІЗОР було розроблено точну розрахункову схему, по абсолютних координатах, завантажено вузли верхнього поясу відповідними вузловими навантаженнями, враховано приблизну вагу ферми. Проведено розрахунок, результати розрахунку представлено в таблиці.
Розрахункова схема ферми.
NA1=9,95xF1=9,95x55,57= 649,0кН (розтяг)
NA3=10,3xF1=10,3х55,57= 668,97кН (стиск)
NAБ=3,06xF1=2,06x55,57= 133,79кН(стиск)
NБ4=8,2xF1=8,2x55,57= 455,67кН (стиск)
N5В=8,2xF1=8,2x55,57= 455,67 кН (стиск)
NБВ=1xF1=1x55,57= 55,57 кН (стиск)
NВГ=2,5xF1=2,5x55,57=162,25 кН (розтяг)
NГ1=5,95xF1=5,95x55,57=330,64 кН (розтяг)
2.4. Підбір перерізів стержнів ферми.
Розрахункові зусилля розглядаємо для половини ферми.
Переріз підбираємо по найбільшому зусиллі поясу.
- розрахунковий опір для С235.
- коефіцієнт умов роботи елементу.
- коефіцієнт повздовжнього вигину.
А) Підбір перерізу стержнів верхнього поясу на стиск:
Приймаємо переріз з парного швелеру №20 за ГОСТ 8240-89.
Характеристики перерізу:
, .
Перевірка гнучкості:
Умова гнучкості забезпечується.
За додатком Клименко [8] (, ).
Перевірка напруження:
Б) Підбір перерізу стержнів нижнього поясу на розтяг:
Приймаємо переріз з парного швелера №14 за ГОСТ 8240-89.
Характеристики перерізу:
, ,
Перевірка гнучкості:
Умова гнучкості забезпечується.
Перевірка напруження:
Підбір перерізів стержнів наведено у таблиці.
Елементи, позначення
Максимальне розрах. Зусилля, кН
Прийнятий переріз
Площа,
L, см
Іx
Iy
, кН/см2
Верхній пояс
668,97
2х Шв.№20
46,8
310
8,06
3,1
38,5
100
0,542
21,23
Нижній пояс
649,0
Труба 121х8
28,4
600
4,01
4,01
149,6
149,6
-
21,7
Стояки
БВ
55,57
Труба 57х3,5
5,89
150
1,9
1,9
78,95
78,95
0,682
15,34
Розкоси
ВГ
162,25
Труба 70х3,5
7,31
375
2,36
2,36
158,9
158,9
-
21,1
АБ
- 133,79
Труба 89х5
13,2
310
2,98
2,98
104,1
104,1
0,513
18,8
2.5. Розрахунок і конструювання вузлів і деталей.
Конструктивно приймаємо довжину зварного шва 130мм (для опорного вузла нижнього поясу). Висоту катета зварного шва приймаємо 8мм. Тоді несуча здатність шва буде дорівнювати:
Умова міцності зварного шва виконується.
Конструктивно приймаємо довжину зварного шва 925мм (для опорного верхнього поясу). Висоту катета зварного шва приймаємо 4мм. Тоді несуча здатність шва буде дорівнювати:
Умова міцності зварного шва виконується.
Література:
1. Металеві конструкції Ф.Є. Клименко, В.М. Барабаш ЛЬВІВ Видавництво „Світ” 1994.
2. Металлические конструкции / Под общей редакцией проф. Е.И. Беленя /.
3. ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи» Київ, Мінбуд України, 2006.
4. СНиП 23-81 Стальные конструкции. Нормы проектирования. М.. Стройиздат, 1988.
5. Методичні вказівки кафедри.