Расчет металлической фермы

  Ширина  и высота опорной фасонки определяются длинами швов, прикрепляющих уголки раскоса и нижнего пояса к  опорной фасонке.

  Длины швов, прикрепляющих уголки к фасонкам, определяю по схеме:

  1. при известных толщинах свариваемых элементов задаюсь катетом шва в соответствии с конструктивными требованиями [3, табл. 38]

  2. при известных продольных усилиях  в элементах фермы N определяю  длины угловых сварных швов  по обушку  и по перу :

  

  

, где

  b- размер стороны уголка,

  z₀ – расстояние от обушка до оси, проходящей через центр тяжести сечения уголка [1, прил. 14, табл. 3]

  β_ш – определяется по [1, табл. 53] для случая полуавтоматической сварки.

   [лист 11]

  Раскос D₁:                               

  

  Нижний  пояс U₁:                      

  

   - опорный фланец.

  Площадь торца фланца А_фл определяют из условия смятия:

                                                        

,        где R_см.т=36,2кН/см² [лист 16]

  

  Ширина  фланца по конструктивным требованиям  принимается не менее 130мм, толщина - 16÷20мм.

  Принимаю b_{о ф}=13 см, t_{о ф} =1,6 см.

  Фланец  крепят к полке колонны на болтах грубой или нормальной точности, которые ставят в отверстие на 3 - 4 мм больше диаметра болтов, чтобы на болты не чередовалась опорная реакция фермы в случае неплотного опирания фланца на опорный столик.

  Толщину опорного столика принимаю 40 мм. Сварные швы, приваривающие опорный столик к колонне рассчитываю по формуле:

  

, где   

  Σl_ш – суммарная длина швов, прикрепляющих опорный столик к колонне

  1,2 – коэффициент, учитывающий неплотное  опирание фланца.

    [лист 11]

  

  Принимаю высоту опорного столика 13 см, ширину опорного столика b_oc=17 см.

  Швы крепления фланца к фасонке воспринимают опорную реакцию фермы F_ф и внецентренно приложенную (относительно центра шва) силу Н. Под действием этих усилий угловые швы между фланцем и фасонкой работают на срез в двух направлениях. Прочность соединения по металлу шва для наиболее нагруженной точки проверяю по формуле:

  

, где

  

,     

  

  Катет шва принимается по конструктивным соображениям.

  

  

  

  

 

  

- прочность соединения обеспечена. 

  2) Верхний коньковый узел фермы – монтажный стык полуферм.

  Площадь сечения гнутой листовой накладки определяю  по усилию N_Н1, приходящемуся на обушки поясных уголков.

  

  

 

  

  Ширину  поясной накладки b_н принимаю конструктивно из условия размещения сварных швов.

  b_н1=2b_уч+δ_ф+2с, где

  b_уч=12,5 см , δ_ф=1,0 см , с=1,0 см

  b_н1=2·12,5+1+2·1=28 см.

  Толщина накладки:

  Принимаю  δ_н1=9 мм=0,9 см

  Длина поясной накладки определяется длиной швов, прикрепляющих полунакладку к полкам поясных уголков:                                      

  Остальная часть усилия в поясе N₂=N_п-N_н1 передаётся через швы ш₂ и ш₃ на полуфасонки.

  

  Полуфасонки соединяются двухсторонними накладками на фасонку l_нг, равной удвоенной ширине полок поясных уголков и конструктивно не менее 250 мм, шириной не менее 150 мм, толщиной, равной толщине фасонок.

  Принимаю  l_н2=250 мм, b_н2=140 мм, δ_н2=10 мм.

  Катет шва k_ш5, прикрепляющего накладку к полуфасонке определяется из условия равнопрочности:

  

  Четыре  шва ш₄ воспринимают вертикальную составляющую усилий в верхнем поясе. Необходимый катет швов общей длиной l_ш4 равен:

  

  Длины швов по расходу D₅ и стойке V₃.

  Раскос D₅:                                         

  

   Швы раскоса по перу и по обушку принимаю равными 

  Стойка V₃:  

  В заключение проверяю прочность конькового узла фермы на внецентренное сжатие в сечении 2-2, вводя в расчётное сечение верхнюю накладку и фасонку длиной, равной длине перекрывающих её накладок.

  Условие прочности конькового узла:

  

, где

  е – эксцентриситет приложения усилия N_пcosβ₀ в сечении 2-2

  F_2-2 и W_2-2 – площадь сечения 2-2 и минимальный момент сопротивления относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения.

  

=28*0,9+25*1=50,2 см²

  Для определения W_2-2 нахожу центр тяжести сечения.

  

, где А= F_2-2

  S_y – статический момент.

  

  

  

  Определяю моменты сопротивления

  

  

  

 
 

  

  e=2,55 см

  

  22,1 < 23 – прочность конькового узла фермы обеспечена.

 

  

8. Список  литературы:

 

I. Металлические конструкции. Общий курс. / Е.И. Беленя, В.А. Балдин и др. – М.:Стройиздат, 1986.

II. СНИП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. – М., 1988.

III. СНИП 2-23-81. Стальные конструкции. Нормы проектирования. – М., 1982.

IV. Методические указания по курсовому проекту «Металлические конструкции одноэтажного промышленного здания». Определение основных размеров поперечной рамы цеха. – Омск, 1987.

V. Расчет стальной поперечной рамы. Методические указания к курсовому проекту.

VI. Методические указания к курсовому проекту по металлическим конструкциям. Расчет поперечной рамы цеха. – Омск, 1987

VII. Методические указания к курсовому проекту по металлическим конструкциям. Расчет и конструирование стропильных ферм. – Омск, 1987.

VIII. Методические указания по курсовому проекту «Металлические конструкции одноэтажного промышленного здания». Таблицы усилий в элементах ферм от единичных нагрузок. – Омск, 1977.