Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания

 

Проверка на устойчивость 

λ_х = l_x / i_x = 345,1 / 2,77 = 124,6 < [λ] = 150 => φ = 0,311

λ_y = l_y / i_y = 431,4 / 4,13 = 104,5 < [λ] = 150 => φ = 0,429 

Проверка на прочность

σ = N / (A*φ) = 15707,16  / 0,311*24,6 = 2053 кг/см² < 2520 кг/см² 

Раскос  (д-е)

N = 4780,44 кг,  [λ] = 400,   δ_ф = 12 мм,  l₀ = 431,4 см,  γ_c = 1

      l_x = μ_xl₀ = 0,8*431,4 = 345,1 см

      l_y = μ_yl₀ = 1*431,4 = 431,4 см

A_треб=N⁺ / (R_yγ_c)= 4780,44 / 3150*1 = 1,52 см² 

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

 

Проверка на прочность

σ = N⁺ / (A) = 4780,44 / 9,60 = 497,9 кг/см² < 3150 кг/см² 

Проверка на устойчивость

λ_х = l_x / i_x = 345,1 / 1,53 = 225,5 < [λ] = 400

λ_у = l_y / i_y = 431,4 / 2,53 = 170,5 < [λ] = 400 

Раскос  (ж-и)

N^- = -4361,4 кг,  N⁺ = 21990,6 кг,  [λ] = 150,   δ_ф = 12 мм,  l₀ = 453,4 см,   γ_c = 0,8(N^-),   γ_c = 1(N⁺)

l_x = μ_xl₀ = 0,8*453,4 = 362,72 см

l_y = μ_yl₀ = 1*453,4 = 453,4 см 

Назначаем  2 уголка 80х80х7 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками 
 

 

Проверка на устойчивость 

λ_х = l_x / i_x = 362,72 / 2,45 = 148,1 < [λ] = 150 => φ = 0,224

λ_y = l_y / i_y = 453,4 / 3,74 = 121,2 < [λ] = 150 => φ = 0,327 

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N^- / (A*φ) = 4361,4 / 0,224*21,6 = 901,4 кг/см² < 2520 кг/см²

Проверка на прочность растянутого элемента       

σ = N⁺ / A = 21990,6 / 21,6 = 1018,1 кг/см² < 3150 кг/см²

5. Подбор сечения стоек

Стойка  (в-г)

N^- = -6829,2 кг,  [λ] = 150,   δ_ф = 12 мм,  l₀ = 280 см,   γ_c = 0,8(N^-),

l_x = μ_xl₀ = 0,8*280 = 224 см

l_y = μ_yl₀ = 1*280 = 280 см 

Назначаем  2 уголка 56х56х5 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками

 

 

Проверка на устойчивость 

λ_х = l_x / i_x = 224 / 1,72 = 130,2 < [λ] = 150 => φ = 0,285

λ_y = l_y / i_y = 280 / 2,77 = 101,1 < [λ] = 150 => φ = 0,452 

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N / (A*φ) = 6829,2 / 0,285*10,8 = 2218,7 кг/см² < 2520 кг/см² 

Стойка  (е-ж)

N^- = -6829,2 кг,  [λ] = 150,   δ_ф = 12 мм,  l₀ = 340 см,   γ_c = 0,8(N^-),

l_x = μ_xl₀ = 0,8*340 = 272 см

l_y = μ_yl₀ = 1*340 = 340 см 

Назначаем  2 уголка 63х63х5 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками

 

 

Проверка на устойчивость 

λ_х = l_x / i_x = 272 / 1,94 = 140,2 < [λ] = 150 => φ = 0,247

λ_y = l_y / i_y = 340 / 3,04 = 111,8 < [λ] = 150 => φ = 0,382 

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N / (A*φ) = 6829,2 / 0,247*12,3 = 2247,9 кг/см² < 2520 кг/см² 

Стойка  (и-и’)

N^- = -3414,6 кг,  [λ] = 150,   δ_ф = 12 мм,  l₀ = 370 см,   γ_c = 0,8(N^-),

l_x = μ_xl₀ = 0,8*370 = 296 см

l_y = μ_yl₀ = 1*370 = 370 см 

Назначаем  2 уголка 70х70х5 ГОСТ 8509-72 со следующими характеристиками 

 

Проверка на устойчивость 

λ_х = l_x / i_x = 296 / 2,16 = 137,0 < [λ] = 150 => φ = 0,259

λ_y = l_y / i_y = 370 / 3,30 = 112,1 < [λ] = 150 => φ = 0,380 

Проверка на прочность сжатого элемента

σ = N / (A*φ) = 3414,6 / 0,259*13,7 = 962,3 кг/см² < 2520 кг/см² 

2.3.Конструирование и расчет узлов фермы

 

          Сварку применяем полуавтоматическую с соответствующим коэффициентом β_f = 0,7.

          R_wf – расчетное сопротивление сварного шва. Для стали марки 09г2с электрод Э-46 с расчетным сопротивлением R_wf=2050 кг/см². Коэффициент γ_wf также принимается равным 1.

         Перед рассчетом следует рассчитать минимальные и максимальные катеты сварных швов по перу (kⁿ_f) и по обушку (k^o_f) по следующим формулам:

k^o_{f max} = 1,2 * б_min,

kⁿ_{f max} = б_угл – 2 мм,

k_{f min} = 4 мм. 

         Длину сварного шва определяют по следующим формулам:

по обушку

l_w^о = 0.5α^o*N / β_f*K_f^o*R_wf*γ_wf*γ_c

по перу

l_w^п = 0.5α^п*N / β_f*K_f^п*R_wf*γ_wf*γ_c

где α^о и α^п – коэффициенты, учитывающие неравномерность усилия, приходящегося на обушок и перо, которые для равнополочных уголков соответственно равны 0,7 и 0,3, а для неравнополочных 0,75 и 0,25. Следует учитывать следующие условия:

        - что геометрическая длина шва l_ш на 1 см больше l_w,

        - l_w 40 мм,

        - l_w 4*K_f.

        При построении промежуточных узлов становится известна длина фасонки l_ф, а так как сварные швы и по перу и по обушку будут во всю длину фасонки, то остается сделать только проверку прочности швов по следующим формулам:

        для верхнего пояса

,

        где  ;

       для нижнего пояса 

,

. 
 

Расчет  промежуточных узлов. 

Узел 1:

        Расчет швов по обушку и по перу на раскосах к фасонке представлены в таблице:

      

   Длины швов на верхнем поясе:

   l₁ = 315 мм, l₂ = 180 мм, l₃ = 695 мм.

   Усилия на верхнем поясе:

   N_лев= 14723 кг,

   N_прав = -59414,04 кг.

   Проверка  швов:

    кг/см². 
 

Узел 2:

   Расчет  швов по обушку и по перу на стойке к  фасонке представлен в таблице:

 

   Длина шва на верхнем поясе:

   l= 155 мм

   Усилия  на верхнем поясе:

   N_лев=N_прав = -59414,04 кг.

   Проверка  шва:

     кг/см². 

Узел 3:

   Расчет швов по обушку и по перу на стойке и на раскосах к фасонке представлен в таблице: