Металлические конструкции одноэтажного производственного здания каркасного типа

  Сталь для элементов фермы – С245. Тип поперечного сечения поясов и решетки ферм – сечение из двух равнополочных уголков.

  Одним из основных вопросов при конструктивном расчете фермы является назначение расчетных длин сжатых стержней.

  Подбор сечения сжатого стержня фермы (пояса, элемента решетки) выполняется аналогично центрально-сжатой колонне (п. 2.3.3.) Подобранное сечение проверяется на устойчивость и гибкость.  

Подбор  сечения сжатых стержней верхнего пояса фермы 

  Поперечное сечение сжатых стержней верхнего пояса  фермы конструируется в виде стальных горячекатаных равнополочных уголков.

  Требуемая площадь сечения стержня:

где - коэффициент, определяемый по предварительно заданной гибкости при

 

                     

  Используя  сравнительно постоянную зависимость  между радиусом инерции и габаритами  сечения, находим ориентировочные  размеры уголка: 

  По сортаменту для выбранного типа сечения определяем размеры уголка:

180х11х16

А=38,80·2=77,6 см²

i_х= 5,60 см

i_y= 7,67 см

Проверка  выбранного сечения 

- на устойчивость:   

коэффициент, определяемый по заданной гибкости

                         

Проверка  выполняется.

-на гибкость: 

 

предельная гибкость верхнего пояса  фермы, 

 

условие выполняется. 
 

Подбор  сечения растянутых стержней нижнего пояса  фермы 

Растянутые стержни  ферм подбираются проще: 

где А_тр и А - соответственно, требуемая площадь поперечного сечения и

фактическая - по сортаменту;  

 

  По сортаменту для выбранного типа сечения определяем размеры уголка:

70х5х8

А=6,86·2=13,72 см²

  i_х= 2,16см

  i_y= 3,16см 

Подобранное сечение проверяется:

-на гибкость: 

 

предельная гибкость нижнего  пояса фермы,

условие выполняется. 

Подбор сечения опорных стоек фермы 

Требуемая площадь сечения стержня:

где - коэффициент, определяемый по предварительно заданной гибкости при

 

                     

  Используя  сравнительно постоянную зависимость  между радиусом инерции и габаритами  сечения, находим ориентировочные  размеры уголка: 

  По сортаменту для выбранного типа сечения определяем размеры уголка:

90х6х10.

А=10,61·2=21,22 см²

i_х= 2,78 см

i_y= 3,64 см

Проверка  выбранного сечения 

- на устойчивость:   

коэффициент, определяемый по заданной гибкости

                         

Проверка  выполняется.

-на гибкость: 

 

предельная гибкость верхнего пояса  фермы, 

 

условие выполняется. 

Подбор сечения остальных стоек фермы

  Поперечное сечение стоек фермы конструируется в виде стальных горячекатаных равнополочных уголков.

 Требуемая площадь сечения стержня:

где - коэффициент, определяемый по предварительно заданной гибкости при

 

                     

  Используя  сравнительно постоянную зависимость  между радиусом инерции и габаритами сечения, находим ориентировочные размеры уголка: 

  По сортаменту для выбранного типа сечения определяем размеры уголка:

75х5х9.

А=7,39·2=14,78 см²

i_х= 2,31 см

i_y= 3,35 см

Проверка  выбранного сечения 

- на устойчивость:   

коэффициент, определяемый по заданной гибкости

                         

Проверка  выполняется.

-на гибкость: 

 

предельная гибкость верхнего пояса  фермы, 

 

условие выполняется. 

Подбор  сечения опорных раскосов фермы

  Поперечное сечение опорных раскосов фермы конструируется в виде стальных горячекатаных равнополочных уголков.

 Требуемая площадь сечения стержня:

где - коэффициент, определяемый по предварительно заданной гибкости при

 

                     

  Используя  сравнительно постоянную зависимость  между радиусом инерции и габаритами  сечения, находим ориентировочные  размеры уголка: 

  По сортаменту для выбранного типа сечения определяем размеры уголка:

160х10х16.

А=31,43·2=62,86 см²

i_х= 4,96 см

i_y= 6,84 см

Проверка  выбранного сечения 

- на устойчивость:   

коэффициент, определяемый по заданной гибкости

                         

Проверка  выполняется.

-на гибкость: 

 

предельная гибкость верхнего пояса  фермы, 

 

условие выполняется.

Подбор  сечения остальных раскосов фермы

  Поперечное сечение опорных раскосов фермы конструируется в виде стальных горячекатаных равнополочных уголков.

 Требуемая площадь сечения стержня:

где - коэффициент, определяемый по предварительно заданной гибкости при

 

                     

  Используя  сравнительно постоянную зависимость между радиусом инерции и габаритами сечения, находим ориентировочные размеры уголка: 

  По сортаменту для выбранного типа сечения определяем размеры уголка:

125х8х14.

А=19,69·2=39,38 см²

i_х= 3,87 см

i_y= 5,39 см

Проверка  выбранного сечения 

- на устойчивость:   

коэффициент, определяемый по заданной гибкости

                         

Проверка выполняется.

-на гибкость: 

 

предельная гибкость верхнего пояса  фермы, 

 

условие выполняется. 

Расчет  узлов фермы

 

Из всех узлов рассчитываем опорный узел.

Назначаем размеры опорного ребра:

b_p=180мм;

V=140,28кН;

Болты М20;

Выбираем  сталь С245 с R_у=245000 кН/м²;

R_p=R_un/ =380000/1,025=370731,7кН/м²

         

  В рядовом узле нижнего пояса фермы на фасонках необходимо проверить прочность сварных швов. Раскосы в таких фермах выполняются из двух равнополочных уголков, сваренных в тавр.

Прочность сварных  швов по «обушку»: 

   

 N=286,94кН

 

Прочность сварных  швов по «перу»: 

Принимаем конструктивные величины:

l_wo=136 мм;

l_wn=58,3 мм;

k_fo=k_fn=6 мм. 

2.5.Расчет связей

  Подбор сечения связей производим по предельной гибкости. Расчетная длина распорок и диагональных связей в обеих плоскостях принимается равной их геометрической длине.

При этом распорки связи считаются сжатыми, а элементы диагональных связей растянутыми.

 где