Проектирование фермы

.

По сортаменту принимаем:

50х50х5:

А = 9,6 см , i_x = 1,53 см, z₀=1,42 cм, i_y = 2,53 см (при толщине фасонки t_g=12 мм).

Определяем  фактические гибкости сечения из спаренных уголков:

   

Предельная гибкость  λ _u= 400 (по таблице 20/1/).

- условие выполняется. 

Выполним  проверку прочности сечения:

Прочность раскоса обеспечена.

-Подбор сечения стоек в-г и г'-в':

Максимальное  расчетное усилие:

Расчетные длины  стоек:

;

.

Зададимся начальной  гибкостью: . Тогда (по т.72 /1/).

Требуемая площадь  сечения:

Требуемые моменты  инерции:

По сортаменту принимаем:

  56х56х5:   А = 10,82 см , i_x = 1,72 см, z₀=1,57 cм, i_y = 2,77 см (при толщине фасонки t_g=12 мм).

Определяем  фактические гибкости сечения из спаренных уголков:

   

Коэффициент продольного изгиба: (по т.72/1/).

Условие по гибкости не выполняется, принимаем уголок большего сечения.

По сортаменту принимаем:

   63х63х5:   А = 12,26см , i_x = 1,94 см, z₀=1,74 cм, i_y = 3,04 см (при толщине фасонки t_g=12 мм).

Определяем  фактические гибкости сечения из спаренных уголков:

   

Коэффициент продольного изгиба: (по т.72/1/).

Выполним  проверку общей устойчивости:

Устойчивость  стойки обеспечена.

-Подбор сечения центральной стойки е-е^/:

Максимальное  расчетное усилие:

Расчетные длины  стоек:

;

.

Зададимся начальной  гибкостью: . Тогда (по т.72 /1/).

Требуемая площадь  сечения:

По сортаменту принимаем:

   50х50х6:   А = 11,38 см , i_x = 1,92 см, z₀=1,42 cм.

Определяем  фактические гибкости крестообразного сечения из уголков:

   

Коэффициент продольного изгиба: (по т.72/1/).

Выполним  проверку общей устойчивости:

Устойчивость центральной стойки обеспечена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5. Конструирование и расчет узлов стропильной фермы

 

Заводские сварные соединения выполняются  полуавтоматом в нижнем положении сварочной проволокой Св-08Г2С (таб. 55 /1/), со следующими характеристиками:

- расчетное сопротивление угловых  сварных швов условному срезу по металлу шва (таб. 56 /1/);

- расчетное сопротивление угловых  швов условному срезу по металлу границы сплавления;

- временное сопротивление стали  разрыву (таб. 51 /1/);

, - коэффициенты условий работы сварного шва.

1.5.1. К-образный узел верхнего пояса

 

Рисунок 7- К-образный узел верхнего пояса

 

Расчет сварного шва раскоса  г-д (90х7) с расчётным усилием N = -191,1 kH.

Максимальные  катеты швов равны:

Принимаем катет  по перу:

Принимаем катет  по обушку:

.

 

Коэффициенты  для расчета углового шва соответственно по металлу шва и по металлу  границы сплавления, принимаю по таблице 34 /1/: , .

Выбираем  расчётное сечение шва.

 

Расчётным является сечение по металлу границы сплавления.  

 

 

Конструктивно принимаю .

  

 

Расчет сварного шва раскоса  д-е (50х6) с расчётным усилием N = +93,94 kH.

Максимальные  катеты швов равны:

Принимаем катет  по перу:

Принимаем катет  по обушку:

.

Коэффициенты  для расчета углового шва соответственно по металлу шва и по металлу  границы сплавления, принимаю по таблице 34 /1/: , .

Расчёт сечения ведём по металлу границы сплавления.  

Принимаю конструктивно .

Принимаю конструктивно .

Расчёт сварного шва Ш-1, соединяющего фасонку с верхним поясом.

Принимаю  катет сварного шва  .

- суммарная  расчетная длинна всех сварных  швов присоединяющих фасонку  к уголкам.

 

Прочность сварного шва, прикрепляющего верхний  пояс к фасонке обеспечена.

1.5.2. Нижний опорный узел

 

Рисунок 8- Опорный узел

 

Расчет сварного шва  опорного раскоса a-б (100х8) с расчётным усилием   N= -445,9 kH.

Максимальные катеты швов равны:

Принимаем катет по перу:

Принимаем катет  по обушку:

Расчёт сечения  ведём по металлу границы сплавления.  

 

Расчет сварного шва  нижнего пояса б-Н (100х8) с расчётным усилием N=+682,5kH.

 

Максимальные катеты швов равны:

Принимаем катет по перу:

Принимаем катет  по обушку:

Расчёт сечения  ведём по металлу границы сплавления.  

 

Определим толщину опорного фланца:

 

Где:

b_fl    - ширина фланца, определяется из условия размещения болтов по ширине фланца, применяем (монтажные болты М20, диаметр отверстия под болты d=23мм).

R_p- расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности при наличии пригонки (по т.52/1/)

R_p=33,6 кН/см²

 

Принимаем:

 

Расчёт  вертикального сварного шва, соединяющего фасонку с фланцем, катет шва принимаю .

Прочность сварных швов, прикрепляющих  фланец к фасонке обеспечена.

 

 

 

 

1.5.3 Укрупнительный узел нижнего пояса

 

Рисунок 9-Укрупнительный узел нижнего пояса

 

Расчет сварного шва раскоса д-е, д^/-е^/ (50х6) с расчётным усилием N=+93,94kH.

Максимальные  катеты швов равны:

Принимаем катет  по перу:

Принимаем катет  по обушку:

.

Расчёт сечения  ведём по металлу границы сплавления.  

Принимаем конструктивно .

Принимаем конструктивно .

Расчет сварного шва стоики е-е^/ (50х6) с расчётным усилием N=-91 kH.

Максимальные  катеты швов равны:

Принимаем катет  по перу:

Принимаем катет  по обушку:

.

Расчёт сечения  ведём по металлу границы сплавления.  

Принимаем конструктивно .

Принимаем конструктивно .

Расчет сварного шва нижнего пояса (100х8).

Определяю расчетные  усилия:

Максимальные  катеты швов равны:

Принимаем катет  по перу:

Принимаем катет  по обушку:

.

Расчёт сечения  ведём по металлу границы сплавления.  

 

Расчет вертикальной накладки.

Принимаем размеры накладки из условия расположения монтажных болтов и из условия:

.

Тогда:

.

Принимаем толщину накладки t=t_g=12мм, ширину b=200мм, длину l=250мм.

Катет сварного шва: ( , )

Выбираем  расчётное сечение шва.

 

Расчётным является сечение по металлу границы сплавления.  

Расчет горизонтальной накладки

Усилие в  стыке:

Назначаем размеры накладки:

b = 100+20-40 =80 мм

t = t_g = 16 мм.

При расчете  учитываем условную площадь, которая равна сумме площадей двух накладок и части площади сечения фасонки высотой 2b₂, где b₂ - ширина вертикальной полки уголка:

Рабочее усилие в накладке:

.

Катет сварного шва: .

Определем длины сварных швов, прикрепляющих накладку к нижнему поясу:

Таблица 4. Таблица  расчета швов.

№ стержня	Сечение	|N|, кН	Шов по обушку			Шов по перу
			Nоб, кН			Nперо, кН
Раскосы
а-б	100х8	445,9	312,13	0,8	12,5	133,74	0,6	7,5
б-в	63х6	318,5	222,95	0,8	9,0	95,55	0,4	8,0
г-д	90х7	191,1	133,77	0,6	7,5	57,33	0,5	5,0
д-е	50х6	93,94	65,76	0,6	5,0	28,18	0,4	5,0
е/-д/	50х6	93,94	65,76	0,6	5,0	28,18	0,4	5,0
д/-г/	90х7	191,1	133,77	0,6	7,5	57,33	0,5	5,0
в/-б/	63х6	318,5	222,95	0,8	9,0	95,55	0,4	8,0
б/-а/	100х8	445,9	312,13	0,8	12,5	133,74	0,6	7,5
Стойки
в-г	63х6	91	63,7	0,8	5,0	27,3	0,4	5,0
е-е/	50х6	91	63,7	0,6	5,0	27,3	0,4	5,0
г/-в/	63х6	91	63,7	0,8	5,0	27,3	0,4	5,0

 

 

Расчет сварного шва раскоса  б-в, в^/-б^/ (63х6).

Расчетное усилие: N=318,5 кН.

Максимальные  катеты швов равны:

Принимаем катет  по перу:

Принимаем катет  по обушку:

.

Расчёт сечения  ведём по металлу границы сплавления.  

 

Расчет сварного шва стойки в-г, г^/-в^/ (63х6).

Расчетное усилие: N=91 кН.

Максимальные  катеты швов равны:

Принимаем катет  по перу:

Принимаем катет  по обушку:

.

Расчёт сечения  ведём по металлу границы сплавления.  

Принимаем конструктивно .

Принимаем конструктивно .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел  2. Расчет поперечной рамы каркаса здания

2.1 Компоновка поперечной рамы

 

Рисунок 10-Схема поперечной рамы каркаса здания

 

Здание  оборудовано краном грузоподъемностью 80 т со следующими основными конструктивными и техническими характеристиками:

- главный крюк: Q=80 т

- вспомогательный  крюк: Q=20 т

- пролет  здания: l=24 м

- H_к=3700 мм

- В₁=400 мм

- В₂=9100 мм

- К=4350 мм

- максимальное  давление колеса: F_k1,max=350 кН, F_k2,max=370 кН,

- вес  тележки: G_т=1100 кН

- тип  кранового рельса: КР-100

- высота  рельса: h_р=150 мм

- высота  подкрановой балки: h_б=1600 мм

 

Расстояние  от головки кранового рельса до низа стропильной конструкции:

.

Принимаем

 

Полная  высота цеха:

.

Т.к. Н > 10,8 м, то принимаем высоту кратно 1,8 м, т.е. Н = 14400 мм.

Корректируем  отметку головки кранового рельса:

.

Высота  верхней части колонны:

.

С учетом величины заделки колонны высота нижнего участка колонны до уступа будет равна:

.