Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Мая 2010 в 01:23, Не определен

Описание работы

Введение 4
Статический расчет поперечной рамы каркаса промышленного здания 4
Определение нагрузок на поперечную раму 4
Cтатический расчет рамы на каждый вид накгрузок 8
Определение усилий в сечениях рамы при расчетных сочетаниях нагрузок
Построение эпюр M, N, Q; их анализ. 11
Проектирование стропильной фермы заданного очертания 12
Определение усилий в элементах фермы 12
Подбор сечение элементов фермы 13
Конструирование и расчет узлов фермы 19
Проектирование составной внецентренно сжатой колонны сплошного сечения
Подбор поперечного сечения колонны 25
Расчет и конструирование базы колонны 26
Литература 31

Файлы: 1 файл

Мои металлы прав2.doc

— 830.50 Кб (Скачать файл)

2.2.Подбор сечений элементов фермы

В стержнях возникают только осевые усилия, поэтому расчет сводиться к подбору сечения центральнорастянутого или центральносжатого элемента. 

а). Определение расчетных  длин стержней

Потеря устойчивости может происходить как в плоскости  фермы, так и в перпендикулярном направлении (из плоскости). Поэтому для каждого из стержней необходимо будет определить расчетную длину в 2-х плоскостях (lx и ly).

Расчетная длина  в плоскости:

lx = μx * lo

Расчетная длина  из плоскости:

ly = μy * lo

где lo – расстояние между узлами;

     μ – коэффициент, зависящий от способа соединения элементов

Для верхнего пояса  μx = 1, μx = 2

lx = lo

ly = 2*lo

Для нижнего  пояса μx = 2

lx = lo

ly = l - 2*6

Для опорного раскоса  если нет шпренгеля так же, как  и для верхнего пояса, μy = 1

lx = lo

ly = lo

Для прочих элементов  μx = 0,8, μy = 1

lx = 0,8 * lo

ly = lo

б). Предельные гибкости

Предельные гибкости [λ] зависят от знака усилия, воспринимаемым стержнем:

[λ] = 120 для ответственных сжатых стержней (верхний пояс, опорный раскос, крайняя панель нижнего пояса);

[λ] = 150 для всех остальных сжатых элементов;

[λ] = 400 для всех растянутых элементов;

[λ] = 220 для ненагруженных стержней решетки (шпренгель). 

в). Коэффициент условия  работы

Коэффициент условия  работы γс для всех сжатых раскосов и стоек, кроме опорного раскоса равен 0.8. Для всех остальных элементов γс = 1.

Нижний и верхний  пояса, опорный раскос могут быть составлены из неравнополочных составных  уголков, а все остальные элементы из равнополочных.

Расстояние между  уголками в свету равно толщине фасонки. Толщину  фасонки определяем по [3, стр. 23, табл. 4] в зависимости от усилия в опорном раскосе. Усилие в опорном раскосе равно 48487,32 кг, принимаем толщину фасонки равной 12 мм. Эта толщина будет постоянной для всех узлов.  

    
  • Подбор  сечения растянутого элемента:

    - определение  требуемой площади сечения:

Aтр = N+ / Ryc

Где Ry – расчетное сопротивление стали (для стали 09г2с Ry = 3250 кг/см2).

По сортаменту [3, стр. 50] подбираем ближайшее большее  значение площади для 2-х уголков, далее выписываем все характеристики для данного сечения.

- проверка на  прочность:

    σ = N+ / Aсорт ≤ Ryc

- поверка на  устойчивость:

lx / ix = λx

ly / iy = λy

Выбираем максимальное значение λmax и сравниваем его с допустимым [λ]. Если проверка не проходит, берем следующее по сортаменту сечение 2-х уголков. 

    
  • Подбор  сечения сжатого элемента:

- определение  коэффициента продольного изгиба:

Сначала надо задаться значением λ в пределах от 80 до 100. Далее по графику зависимости φ(λ), определяем значение коэффициента продольного изгиба.

- определение  требуемой площади сечения:

Aтр = N- / φ*Ryc

- поверка на  устойчивость:

lx / ix = λx

ly / iy = λy

Выбираем максимальное значение λmax и сравниваем его с допустимым [λ]. Если проверка не проходит, берем следующее по сортаменту сечение 2-х уголков.

- проверка на  прочность:

    По значению λmax по графику определяем значение φmin и проводим проверку

    σ = N- / φmin*Aсорт ≤ Ryc 

    
  • Подбор  сечения незагруженного элемента:

- определение  радиуса инерции:

Положим, что  гибкость в плоскости равна предельной гибкости:

λx = lx / ix = [λ]

ixтр = lx / [λ]

Тоже самое  проделываем для гибкости из плоскости, то есть определяем iyтр и определяем ближайшее большее значение радиуса инерции по сортаменту. 

Сечения должны быть унифицированы, то есть их разнообразие не должно превышать 3 вариаций. Далее все сечения с их характеристиками будут приведены в таблице 3.2.

1. Подбор сечения элементов нижнего пояса

Нижний пояс всегда растянут (при любом сочетании  нагрузок). Сечение постоянно по длине, подбирается по максимальному растягивающему усилию.

Nmax+ = 69657,84 кг,    [λ] =400,   δф = 12 мм,  l0 = 300 см

      lx = μxl0 = 2*300 = 600 см

      ly = 1800 см

Aтреб=N+max / (Ryγc)= 69657,84 / 3150*1 = 22,1 см2 

Назначаем  2 неравнополочных уголка 100х63х7  ГОСТ 8510-72 со следующими характеристиками 

    2 уголка
    А, см2 Ix, см iy, см
    22,2 1,78 5,02
 

Проверка на прочность

σ = N+ / (A) = 69657,84 / 22,2 = 3137,7 кг/см2 < 3150 кг/см2 

Проверка на устойчивость

λх = lx / ix = 600/1,78 = 337,1 < [λ] = 400

λу = ly / iy = 1800/5,02 = 358,6 < [λ] = 400

2. Подбор сечения элементов верхнего пояса

Сечение верхнего пояса постоянно по длине, подбирается  по максимальному сжимающему усилию, а потом проверяется на рястяжение.

δф = 12 мм,  l0 = 300 см

[λ] =120 – в плоскости

[λ] =220 – из плоскости

Nmax+ = 14723 кг

Nmax- = -72389,52 кг

lx = l0 = 1*300 = 300 см

ly =2* l0=2*300=600 см

Примем λ=100, тогда φ = 0,459

                                         Aтреб=N-max / (Ryγc)= 72389,52 / (3150*0,459) = 50,1 см2 

  Назначаем  2 неравнополочных уголка 160х100х12  ГОСТ 8510-72 со следующими характеристиками 

    2 уголка
    А, см2 Ix, см iy, см
    60,0 2,88 7,82
 

Проверка на устойчивость 

λх = lx / ix = 300 / 2,88 = 104,2 < [λ] = 120 => φ = 0,427

λy = ly / iy = 600 / 7,82 = 76,7 < [λ] = 220 => φ = 0,640 

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N- / (A*φ) = 72389,52 / (0,427*60) = 2825,5 кг/см2 < 3150 кг/см2

Проверка на прочность растянутого элемента       

σ = N+ / A = 14723 / 60 = 245,38 кг/см2 < 3150 кг/см2

3. Подбор сечения опорного раскоса

Сечение верхнего пояса постоянно по длине, подбирается по максимальному сжимающему усилию, а потом проверяется на рястяжение.

δф = 12 мм,  l0 = 300 см

[λ] =120 – в плоскости

[λ] =120 – из плоскости

Nmax = -48487,32 кг

lx = l0 = 390,5 см

ly = l0 = 390,5 см

Примем λ=100, тогда φ = 0,459

                                     Aтреб=Nmax / (Ryγc)= 48487,32 / (3150*0,459) = 33,5 см2 

  Назначаем  2 равнополочных уголка 125х125х8  ГОСТ 8510-72 со следующими характеристиками 

    2 уголка
    А, см2 Ix, см iy, см
    39,4 3,87 5,54

 

Проверка на устойчивость 

λх = lx / ix = 390,5 / 3,87 = 100,9 < [λ] = 120 => φ = 0,453

λy = ly / iy = 390,5 / 5,54 = 70,5 < [λ] = 120 => φ = 0,608 

Проверка на прочность 

σ = N / (A*φ) = 48487,32 / 0,453*39,4 = 2716 кг/см2 < 3150 кг/см2

4. Подбор сечения раскосов

Раскос  (б-в)

N = 27999.72 кг, [λ] = 400, δф = 12 мм,  l0 = 390,5 см,  γc = 1

      lx = μxl0 = 0,8*390,5 = 312,4 см

      ly = μyl0 = 1*390,5 = 390,5 см

Aтреб=N+ / (Ryγc)= 27999,72 / 3150*1 = 8,88 см2 

Назначаем  2 уголка 50х50х5  ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками 

    2 уголка
    А, см2 Ix, см iy, см
    9,60 1,53 2,53
 

Проверка на прочность

σ = N+ / (A) =27999,72 / 9,60 = 2916,6 кг/см2 < 3150 кг/см2 

Проверка на устойчивость

λх = lx / ix = 312,4 / 1,53 = 204,18 < [λ] = 400

λу = ly / iy = 390,5 / 2,53 = 154,35 < [λ] = 400 

Раскос  (г-д)

N = -15707,16 кг,  [λ] = 150,   δф = 12 мм,  l0 = 431,4 см,   γc = 0,8

lx = μxl0 = 0,8*431,4 = 345,1 см

ly = μyl0 = 1*431,4 = 431,4 см

Примем λ=120, тогда φ =0,332

Aтреб=N+ / (Ryγc)= 15707,16 / (3150*0,8*0,332) = 18,77 см2 

Назначаем  2 уголка 90х90х7  ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками 

 

    2 уголка
    А, см2 Ix, см iy, см
    24,6 2,77 4,13

Информация о работе Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания