Производственно-техническая инфраструктура сервисного обслуживания изделий

МК 2.docx

Пермский Государственный Технический Университет
Строительный факультет
Кафедра строительных конструкций
Пояснительная записка к курсовому проекту №2 на тему:
Металлический каркас одноэтажного промышленного здания.
Назначение основных размеров поперечной рамы по высоте и по горизонтали.
Производственное здание – двухпролетное оборудовано в каждом пролете двумя мостовыми кранами. План здания приведен на рис. 1 состав покрытия на рис. 2. Здание холодное с i=15%. На рис. 3 приведены технические характеристики кранов. Длина стеновых панелей 6 м. Шаг крайних колонн 12 м средних 12 м. Шаг стропильных ферм 12 м. Длина здания 192 м. Колличество температурных блоков – 1.
Полезная высота цеха:
- отметка головки кранового рельса
Нк– расстояние от головки кранового рельса до верхней точки тележки крана.
0 мм – безопасный зазор между верхней точкой тележки крана и стропильной конструкцией.
а – прогиб фермы. Примем а = 400 мм.
В зависимости от максимальной грузоподъемности крана и максимального пролета при тяжелом режиме работы кранов примем Нк = 4000 мм
Н = 16000+4400=20400 мм.
Примем полезную высоту цеха Н = 204м
Находим высоту колонны:
Устанавливаем размеры верхней части колонны:
Примем высоту подкрановой балки мм.
Примем высоту кранового рельса hкр.р = 200мм.
Устанавливаем размеры нижней части колонны:
Общая высота колонны:
Примем привязку наружной грани колонны к оси ="250".
)Ширина верхней части колонны из условия обеспечения устойчивости
Чтобы кран при движении вдоль цеха не задевал колонну расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны должно быть не менее:
мм = 400+(500-250)+60=710 мм =1000мм
=500-250=250 мм - расстояние от оси до внутренней грани верхней части колонны.
75 мм – безопасный зазор между краном и колонной.
)Ширина нижней части колонны зависит от Н и Q.
Для колонны среднего ряда:
Определение нагрузок на поперечную раму промышленного здания.
На поперечную раму здания действуют следующие нагрузки:
Постоянные – от веса ограждающих (кровля стены) и несущих конструкций (фермы связи колонны).
Кратковременные – атмосферные (снеговые ветровые) технологические (от мостовых кранов подвесного оборудования рабочих площадок) и др.
Расчет конструкций по первой группе предельных состояний выполняется на расчетные нагрузки и воздействия. Величины расчетных нагрузок определяются умножением нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке.
Сбор постоянной нагрузки.
Постоянная нагрузка действующая на поперечную раму складывается из веса кровли стропильных и подстропильных конструкций системы связей подвесного потолка стеновых панелей колонн и других элементов каркаса.
Нормативная нагрузка
Коэффи-циент надежности по нагрузке
Каркас стальной панели (3х12)
Собственный вес стропильной фермы
Собственный вес стропильной фермы:
qн – суммарная нормативная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса покрытия снега технологического оборудования. [кНм2].
Вф – шаг стропильных ферм. Вф=12м
ф = 13 – для низколегированных сталей С345.
Lф – пролет фермы. Lф = 36м
Погонная постоянная нагрузка:
Поскольку оси надкрановой и подкрановой частей колонны не совпадают от постоянной нагрузки вследствие этого возникает дополнительный момент приложенный в месте перехода надкрановой части колонны в подкрановую.
Значение момента действующего на колонны крайнего ряда от постоянной нагрузки кНм:
При расчете поперечных рам снеговая нагрузка определяется на 1 м2 горизонтальной проекции. Величина снеговой нагрузки зависит от снегового района.
Sq – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной проекции земли. Чайковский – 5 снеговой район. Sq=32 кНм2
- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие .
Расчетная погонная снеговая нагрузка на поперечную раму:
где Всррам – шаг средних колонн.
- коэффициент снижения снеговой нагрузки.
Узловая снеговая нагрузка на ферму:
- площадь сбора нагрузки на узел фермы.
Значения моментов от снеговой нагрузки:
Ветровую нагрузку на здания и сооружения рекомендуется учитывать как сумму 2-х составляющих: средней и пульсационной.
Wm – Средняя составляющая ветровой нагрузки учитывается при расчете всех зданий и сооружений. Характер ее распределения зависит от профиля здания.
Wi – Пульсационная составляющая может учитываться при расчете мачт башен транспортных эстакад дымовых труб многоэтажных зданий высотой больше 40 м одноэтажных производственных зданий высотой более 36м при отношении высоты к пролету более 15. Пульсационная составляющая учитывается там где ветровая нагрузка определяющая.
Величина средней составляющей ветровой нагрузки определяется:
где - коэффициент надежности по нагрузке для ветровой нагрузки.
- нормативное значение ветрового давления.Чайковский –2 ветровой район для него .
- аэродинамический коэффициент. Зависит от конфигурации здания. Принимается по приложению 4 СНиП "Нагрузки и воздействия". Принимаем для наветренной стороны се = 08 для подветренной се = -06.
Скоростной напор ветра увеличивается с высотой от уровня земли. У поверхности земли зависит от наличия разных препятствий.
- коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Определяется по т.6 СНиП в зависимости от типа местности. У нас В – городские территории местности равномерно покрытые препятствиями.
Часто действительную эпюру заменяют на расчетную. Иногда для упрощения расчета нагрузку на колонну заменяют эквивалентной равномерно распределенной.
Определение среднего значения коэффициента к на первом и втором участках.
Схема приложения ветровой нагрузки от отметки -0150(рис.5). Имеются колонны и промежуточные стойки фахверка.
участок – колонна от обреза фундамента до низа стропильной фермы
участок – шатер от низа стропильной фермы до наивысшей точки фермы
- высота от уровня пола до верхней точки покрытия
Средний коэффициент на 1ом и 2ом участках находят по формуле:
j – участок осреднения
i – участок с одной эпюрой
hj – 1ый и 2ой участки (h1 и h2)
На каждом j участке с однозначной эпюрой i определяем осредненный коэф.
tg i - тангенс угла наклона эпюры ветрового давления на участке с однозначной эпюрой.
- протяженность участков с однозначными эпюрами на осредненных участках.
Средние коэффициенты на участках 1 и 2.
Расчетное значение ветровой нагрузки.
для наветренной стороны
для подветренной стороны
Интенсивность нагрузки на участке h1.
Bк=12м – шаг поперечных рам.
С грузовой площади шатра А1 (м2) нагрука в виде сосредоточенной силы (кН) переносится на узел сопряжения верхней части колонны с ригелем.
Нагрузка от мостовых кранов.
При движении мостового крана на крановый рельс передается вертикальная нагрузка от колес мостовых кранов и горизонтальные воздействия.
Вертикальная нагрузка от колес мостовых кранов передается в виде сосредоточенных сил D и крановых моментов Mkp. Наибольшее вертикальное усилие нормативное усилие определяется при крайнем положении тележки на мосту с максимальным грузом. D и Mkp определяются при наиболее неблагоприятном расположении колес на подкрановой балке.
В многопролетных зданиях вертикальная нагрузка определяется от 4-х кранов (по 2 крана максимальной грузоподъемности в каких-либо пролетах необязательно соседних при загружении которых возникают наибольшие усилия в рамах).
Сбор нагрузок сводится к определению Dmax – наибольшее давление колес крана на колонну к которой приближена тележка крана. На другую колонну пролета в это время действует Dmin .
Расчетное усилие Dmax можно определить по линии влияния опроных реакций подкрановой балки при наиболее невыгодном расположении кранов на балках.
- коэффицент надежности по нагрузке для крановой нагрузки.
- коэффициент надежности по нагрузке для подкрановых конструкций.
- максимальное нормативное вертикальное давление колес мостовых кранов принимается по ГОСТ.
- ордината линии влияния.
- коэффициент сочетания. Зависит от количества кранов и режима работы. Принимаем - при учете 4-х кранов Режим работы 7К.
- собственный вес подкрановых конструкций для крайних колонн.
- собственный вес подкрановых конструкций для средних колонн.
На другой ряд колонн будет передаваться минимальное вертикальное давление:
- минимальное нормативное вертикальное давление колес мостовых кранов принимается по ГОСТам
где Q – грузоподъемность крана кН
- полный вес крана с тележкой кН
- число колес крана с 1-ой стороны.
Давления Dmax Dmin передаются по осям подкрановых балок которые установлены с эксцентриситетом по отношению к оси нижней части колонны. Поэтому на поперечную раму передаются крановые моменты Мкрmax Mкрmin (кНм).
ек – расстояние от оси подкрановой балки до оси проходящей через центр тяжести нижней части колонны.
Для крайних колонн .
bH – ширина нижней части крайней колонны.
Для средних колонн .
Горизонтальные воздействия – это поперечное и продольное торможение кранов. Поперечное торможение возникает от инерционных сил при торможении тележки. Сила Тпоп определяется от 2-х сближенных для совместной работы кранов в пролете или от 2-х кранов в разных пролетах но установленных в одном створе. Сила поперечного торможения передается на уровне тормозных конструкций и может быть направлена как внутрь рассматриваемого пролета так и наружу. Определение величины давления на колонну от сил поперечного торможения производится через линию влияния. Часто принимается та же линия влияния что для Dmax и для Dmin.
Расчетная горизонтальная сила Тпоп определяется :
- принимается от 2-х кранов режим работы 5К.
- коэффициент трения при гибком подвесе.
- отношение числа тормозных колес тележки к числу колес тедлежки.
В пролете работает 2а крана грузоподъемностью Q1=80т и Q2=80т линии влияния от двух сближенных кранов показана на рис. На рисунке показана установка крановой нагрузки в наиболее невыгодное положение поэтому расчет ведем именно при этом положении кранов.
Определение наибольшего и наименьшего давления колес крана на крайние колонны.
Bк = 12м – шаг колонн (длина подкрановой балки).
Определяем расчётное минимальное вертикальное давление на колонну
Q1=80т Q2=80т – грузоподъемность кранов.
; - число колес с одной стороны.
Определение моментов возникающих в крайних колоннах от крановой нагрузки.
Определение наибольшего и наименьшего давления колес крана на средние колонны.
Для определения крановой нагрузки воспользуемся той же линией влияния.
Определение моментов возникающих в средних колоннах от крановой нагрузки.
Определение силы поперечного торможения.
=11 – коэффициент надежности по нагрузке.
- принимается от 2-х кранов режим работы 7К
Нормативное значение передаваемое на поперечную раму:
- отношение числа тормозных колес тележки к числу колес тележки.
Gт1 =330кН; Gт2 = 330кН.
Определение жесткостей элементов поперечной рамы.
Определение жесткостей ригелей.
Находим максимальный изгибающий момент посередине ригеля.
Подбираем сечение элементов фермы.
AВП1 – площадь сечения верхнего пояса фермы.
=08 – коэффициент продольного изгиба.
=1 – коэффициент условия работы (табл.6[2]).
Ry =24 кНсм2 – расчетное сопротивление по пределу текучести для стали С255 при t=2 10мм (табл.51*[2])
AНП1 – площадь сечения нижнего пояса фермы.
E=21кНсм2 модуль упругости.
Abn2 – площадь сечения верхнего пояса фермы.
Aнn2 – площадь сечения нижнего пояса фермы.
Определение жестокости колонн по крайнему ряду.
Расчёт крайней колонны по оси А
где кН – усилие в нижней части колонны.
кНм собирается с шага крайних колонн 12м
кн = 32 – при шаге крайних колонн 12 м.
Ry = 225 кНсм2 для стали С235 для t=20 40 мм
bн1 = 12 5 м – ширина нижней части колонны.
bв1 = 05 м – ширина верхней части колонны.
где кв – коэффициент учитывающий жесткости верхней и нижней частей колонны. Принимаем при шарнирном сопряжении кв=2
Расчёт для крайней колонны по оси В
bн4 = 125 м – ширина нижней части колонны.
bв4 = 05 м – ширина верхней части колонны.
где кв – коэффициент учитывающий жесткости верхней и нижней частей колонны. Принимаем при жестком сопряжении кв=2
Определение жестокостей колонны по среднему ряду.
Расчёт для средней колонны по оси Б
кн = 32 – при шаге средних колонн 12 м.
bн2 = 2 м – ширина нижней части колонны.
bв2 = 05 м – ширина верхней части колонны.
Система связей состоит из двух комплексов: связи по шатру и вертикальные связи между колоннами.
Связи по шатру состоят: Связи по верхнему поясу связи по нижнему поясу вертикальные связи между фермами.
На рисунках показана система связей при этом учитывалось:
-пролеты L1=36м L2=18м
-сечение фермы – уголки
-длина здания = 192м
-Высота колонн hк = 20400мм
Расчет стропильной фермы.
Ферма с максимальным пролетом 36м из уголков с высотоы на опоре 3150 уклон 15%. Фермы выполняются из двух отправочных элементов одинаковой длины. Расчетные усилия в элементах фермы показаны в табл.2.
Расчетные усилия в элементах фермы.
Усилие от единичной нагрузки
Усилие от постоянной нагрузки
Усилие от снеговой нагрузки
Подбор сечений центрально-сжатых элементов фермы
При подборе сечений центрально-сжатых элементов предварительно задаемся коэффициентом продольного изгиба φз. В первом приближении:
φз=07 08 – для элементов поясов;
φз=04 06 – для элементов решетки.
Находим требуемую площадь сечения из условия устойчивости:
где Ry – расчетное сопротивление стали по пределу текучести по табл. 51 СНиП II-23-81 для стали С255 при толщине фасонного проката свыше 10 до 20 мм
для стали С245 при толщине фасонного проката от 2 до 20мм
– коэффициент условия работы конструкции (табл. 6 СНиП II-23-81)
N – расчетное усилие в элементе (табл. 2).
По требуемой площади Aтр подбираем сечение из двух уголков и определяем фактические геометрические характеристики: А=2А ix iy.
Для подобранного сечения определяем гибкости и сравниваем их с предельным значением:
где – расчетные длины элементов фермы в плоскости и из плоскости фермы соответственно – для элементов поясов и опорных раскосов – для прочих элементов решетки где
– предельное значение гибкости – для элементов поясов опорных раскосов и опорных стоек – для прочих элементов решетки где где – коэффициент продольного изгиба для максимального значения гибкости (табл. 72 СНиП II-23-81).
Для подобранного сечения по табл. 51 СНиП II-23-81 уточняем значение Ry и проверяем элемент по условию устойчивости:
Подбор сечений центрально-растянутых элементов фермы
Находим требуемую площадь сечения по несущей способности:
N – расчетное усилие в элементе (табл. 111).
По требуемой площади Aтр по сортаменту (ГОСТ 8509-93) подбираем сечение из двух уголков и определяем фактические геометрические характеристики: А=2А ix iy.
где – расчетные длины элементов фермы в плоскости и из плоскости фермы соответственно где
– предельное значение гибкости при режиме работы кранов 3К.
Для подобранного сечения по табл. 51 СНиП II-23-81 уточняем значение Ry и проверяем элемент по несущей способности:.
Подбор сечений элементов фермы
Расчетное усилие N кН
Площадь сечения А см2
Таблица расчетных усилий в колонне по оси А.
Нагрузка и место ее приложения
Коэффи-циент сочетаний
Сечения верхней части колонны
Сечения нижней части колонны
Таблица комбинаций расчетных усилий. Таблица 5
Нагрузка и место ее приложе-ния
Коэффициент сочетаний
Расчет внецентренно-сжатой колонны по оси А
Определение расчетных длин.
Расчет колонны ведем как сжато-изгибаемого элемента. Верхняя часть колонны проектируется сплошного сечения а нижняя – сквозного сечения.
Определение расчетных длин колонны в плоскости рамы:
-нижняя часть колонны
-верхняя часть колонны
Верхний конец колонны неподвижен и закреплен от поворота.
Определение расчетных длин колонны из плоскости рамы:
Расчетная длина подкрановой части колонны из плоскости рамы:
где – расстояние между точками закрепления подкрановой части колонны из плоскости расстояние от низа башмака до низа подкрановой балки;
Расчетная длина надкрановой части колонны из плоскости рамы:
где – расстояние от низа стропильной фермы до верха подкрановой балки.
Подбор сечения верхней части колонны
Верхняя часть колонны проектируется из составного сварного двутавра.
- радиус инерции относительно оси Х
- ядровое расстояние
Относительный эксцентриситет
Приведенный относительный эксцентриситет
- коэффициент учитывающий действие момента.
Делаем компоновку сечения.
Определение геометрических характеристик сечения:
Проверка местной устойчивости стенки:
где - наибольшие сжимающие напряжения у расчетной границы стенки;
- соответствующее напряжение у противоположного края стенки.
Напряжения в стенке от силы N:
Напряжения в стенке от момента М:
- местная устойчивость стенки обеспечена.
Проверка местной устойчивости полки:
- местная устойчивость полки обеспечена.
Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента
- проверка выполняется.
Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента
Проверка прочности не требуется т.к. .
Подбор сечения нижней части колонны
Нижняя часть колонны запроектирована сквозного сечения из двух ветвей – наружной и подкрановой соединенных раскосной решеткой.
ветвь – подкрановая
Определим положение центра тяжести сечения
Каждая ветвь работает как центрально-сжатый элемент.
Подбор сечения ветви как для центрально-сжатого элемента:
Наружная ветвь: сечение проектируем из листа и двух равнополочных уголков.
Принимаем уголок 100х10;
Центр тяжести всего сечения:
Уточняем положение центра тяжести сечения
Расстояние от центра тяжести колонны до центра тяжести подкрановой ветви
Расстояние от центра тяжести колонны до центра тяжести наружной ветви
Уточняем усилия в ветвях:
Проверка устойчивости подкрановой ветви.
Из плоскости действия момента
Устойчивость подкрановой ветви из плоскости обеспечена.
В плоскости действия момента
Расстояние между узлами крепления решетки находим из условия равноустойчивости
Устойчивость подкрановой ветви в плоскости обеспечена.
Проверка устойчивости наружной ветви
Устойчивость из плоскости обеспечена.
Необходимо поставить распорки;
Принимаем двухплоскостную решётку из одиночных равнополочных уголков. Из табл. 5 выписываем наибольшую поперечную в сечении колонны (сечение 4-4 загружения 1 4 6 8 11).
Сравниваем условную поперечную силу с фактической силой:
Проверка устойчивости
Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня
устойчивость колонны в плоскости действия момента как единого стержня на усилие обеспечена.
Проверка устойчивости колонны из плоскости действия момента как единого стержня
Проверка не требуется так как устойчивость всей колонны обеспечена проверками устойчивости из плоскости каждой ветви в отдельности.
Запроектирована раздельная база т.к. ширина нижней части колонны bн=1250мм>1000мм.
Расчетные комбинации усилий:
Усилия для расчета подкрановой ветви
Усилия для расчета наружной ветви
Каждая ветвь центрально-сжатая. Центр тяжести опорной плиты совмещен с центром тяжести ветви.
База наружной ветви.
Площади опорных плит
Размеры фундамента принимаются на 200мм больше размеров плиты в каждую сторону.
Определение равномерно распределенного давления в бетоне фундамента под плитой
База подкрановой ветви.
толщину опорной плиты определяем для наружной ветви.
Определение толщины плиты
Определяем расстояние между траверсами в свету из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести наружной ветви.
Определяем свес плиты С1 при толщине траверсы tтр=10мм – назначили конструктивно.
Плиту делим на 4 участка разделенных траверсами и на каждом участке определяем изгибающий момент.
участок: консольный свес
участок: плита опертая на 2 канта
участок: плита опертая на 4 канта
считаем как для однопролетной балки
Принимаю для расчета Ммах=М2=1273кНсм
с учетом припусков на фрезеровку.
Уточняем расчетное сопротивление плиты:
Определение высоты траверсы из условия размещения сварных швов (по наружной ветви)
Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия в наружной ветви предаем на траверсы через 4 угловых шва.
Принимаем: сварка полуавтоматическая марка сварочной проволоки Св-08А d=14 2мм (т. 55 СНиП);
Принимаю высоту траверсы 55см
Расчет горизонтальных сварных швов крепления траверсы к опорной плите.
Принимаем: сварка полуавтоматическая марка сварочной проволоки Св-08А (т. 55 СНиП);
Расчет фундаментных болтов
Из табл. 5 выписываем специально составленные для расчета фундаментных болтов комбинации усилий которые могут вызвать растяжение в ветвях колонны:
Усилие в фундаментных болтах наружной ветви от первой комбинации усилий:
Усилие в фундаментных болтах подкрановой ветви от второй комбинации усилий:
Растягивающее усилие может появиться как в наружной так и в подкрановой ветви. Более невыгодной является первая комбинация усилий при которой возникает наибольшая растягивающая сила . Предварительно принимаем фундаментные болты диаметром из стали 09Г2С определяем расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов . Требуемая площадь сечения нетто одного фундаментного болта:
где – количество фундаментных болтов в растянутой зоне (для расчетной ветви).
По ГОСТ 24379.1-80* принимаем болты с отгибом из стали 09Г2С диаметром и площадью сечения нетто . Диаметр отверстия под болт в анкерной плитке принимаем .
Расчет анкерной плитки
Анкерную плитку рассчитываем как однопролетную балку опирающуюся на траверсы и загруженную сосредоточенной силой равной несущей способности анкерного болта.
Изгибающий момент в анкерной плитке:
Из условия размещения фундаментных болтов определяем ширину анкерной плитки и окончательно принимаем .
Толщина анкерной плитки с учетом ослабления отверстиями:
где - расчетное сопротивление стали по пределу текучести принимаемое по табл. 51 СНиП 11-23-81* для стали плитки С235 при толщине листового проката .
По сортаменту принимаем толщину анкерной плитки .
Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
Для расчета узла сопряжения верхней и нижней частей колонны из табл. 5 выбираем неблагоприятные сочетания усилий в сечении 2-2:
). (загружения 1 3 5 8 9);
). (загружения 1 2).
Первая комбинация усилий (изгибающий момент догружает наружную ветвь):
где и - площадь и момент сопротивления стыкового шва равные соответственно площади и моменту сопротивления верхней части колонны;
- расчетное сопротивление сварного стыкового шва принимаемое при сжатии при растяжении с визуальным контролем качества шва .
Вторая комбинация усилий (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь):
Для передачи усилия с верхней части колонны на нижнюю проектируем траверсу. Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия:
где - ширина опорного ребра подкрановой балки;
- толщина опорной плиты;
где - нормативное временное сопротивление стали при ;
- максимальная вертикальная нагрузка от мостовых кранов определенная при сборе нагрузок на поперечную раму каркаса.
В соответствии с сортаментом на листовую сталь окончательно принимаем .
Определяем усилие во внутренней полке верхней части колонны от второй комбинации усилий:
где - высота сечения верхней части колонны.
Рассчитываем сварные швы крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (швы Ш2). Сварка полуавтоматическая сварочной проволокой СВ-08А диаметром .
Так как то расчет ведем по металлу шва. Назначив катет шва определяем требуемую длину сварного шва крепления вертикального ребра к стенке траверсы исходя из приварки четырьмя швами:
Для расчета балки-траверсы выбираем комбинацию усилий дающую наибольшую опорную реакцию траверсы на конце опертом на подкрановую ветвь:
В стенке подкрановой ветви делаем прорезь в которую заводим стенку траверсы.
Определяем усилие для расчета швов крепления траверсы к подкрановой ветви (швы Ш3):
где т.к. усилия получены от основного сочетания второй группы (загружения 1 2).
Требуемая длина сварного шва крепления траверсы к стенке подкрановой ветви исходя из приварки четырьмя швами:
Определяем высоту траверсы из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы:
где - расчетное сопротивление стали сдвигу; - толщина стенки подкрановой ветви.
Окончательно принимаем высоту траверсы .
Проверяем прочность траверсы как балки нагруженной усилиями и . Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно сечением верхние горизонтальные ребра – из двух листов сечением .
Определяем геометрические характеристики траверсы. Положение центра тяжести траверсы:
Опорные реакции траверсы от первой и второй комбинации усилий:
Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает от первой комбинации усилий:
Поперечная сила в опорном сечении траверсы:
Проверка прочности траверсы по нормальным напряжениям
Проверка прочности траверсы по касательным напряжениям
Прочность траверсы обеспечена.
Расчёт и конструирование узлов фермы
В фермах из парных уголков стержни в узлах объединяются посредством фасонок расположенных между уголками. Уголки к фасонкам крепятся при помощи сварки реже на болтах.
При расчёте узлов сварных ферм из парных уголков определяются размеры и катеты сварных швов и назначаются габариты фасонок.
Сварка полуавтоматическая сварочной проволокой СВ-08А диаметром т.к. то расчёт ведём по металлу шва. Определяем длины сварных швов для крепления раскосов к фасонке по формуле:
Результаты расчёта сварных швов сводим в таблицу.
Узел 2 (промежуточный узел нижнего пояса с накладками)
Определяем усилие действующее в стыке:
Требуемая площадь сечения стыковых накладок:
Принимаем ширину накладки . Толщина накладки:
Принимаем (не менее толщины фасонки).
Проверяем прочность ослабленного сечения (в месте стыка уголков):
прочность обеспечена.
Швы прикрепляющие листовую накладку к поясам рассчитываем на усилие в накладке:
Длина каждого шва выполняемого полуавтоматической сваркой:
Определяем длину швов прикрепления уголков нижнего пояса к фасонке.
Расчётное усилие определяется как максимальное из двух усилий:
Принимаем конструктивно .
Принимаем исходя из габаритов фасонки.
Узел 3 (промежуточный узел нижнего пояса)
При конструировании узла определена длина фасонки равная 460мм.
Длина швов крепления пояса к фасонке по полученным размерам фасонки составляет:
Определяем катет шва прикрепляющего фасонку к нижнему поясу:
Узел 9 (промежуточный узел верхнего пояса с накладками и узловой нагрузкой)
Т.к. то принимаем ширину накладки а толщину - (не менее толщины фасонки).
Длину каждого шва выполняемого полуавтоматической сваркой принимаем конструктивно .
Определяем длину швов прикрепления уголков верхнего пояса к фасонке.
Нижний опорный узел.
Ферма примыкает к колонне сбоку в этом случае она опирается на опорный столик.
Опирание считаем шарнирным . Опорная реакция фермы .
Сварка ручная электродом Э42. Т.к. то расчёт ведём по металлу шва.
При шарнирном сопряжении фермы с колонной сварные швы прикрепляющие опорный фланец к колонне работают на действие опорной реакции . Определяем длину сварных швов (высоту опорного столика):
Принимаем высоту столика толщину .
Опорный фланец принимаем толщиной и длиной (из конструктивных соображений).
Площадь торца фланца определяем из расчёта на смятие:
Принимаем ширину опорного фланца 260мм.
Проверяем напряжение смятия торца фланца от опорной реакции:
Болты в узле ставим конструктивно (8 болтов нормальной точности М20 класса прочности 5.6).
Выполняем проверку шва прикрепляющего фасонку к опорному фланцу на срез от опорной реакции .
Касательное напряжение:
Длина шва определена конструкцией узла: .
При конструировании узла определена длина фасонки равная 250мм.
Длина швов крепления пояса к фасонке по конструктивным соображениям составляет .
Верхний опорный узел.
Т.к. сопряжении фермы с колонной шарнирное то конструктивно принимаем толщину опорного фланца и длину . Количество болтов в соединении принимаем так же конструктивно (4 болта нормальной точности М20 класса прочности 5.6).
При конструировании узла определена длина фасонки равная 160мм.
Катет шва прикрепляющего фасонку к верхнему поясу принимаем .
Верхний монтажный узел .
Принимаем толщину накладки (не менее толщины фасонки).
Проверяем прочность узла верхнего пояса фермы:
Монтажный стык двух отправочных элементов ферм выполняется с помощью ручной сварки электродом Э42. Т.к. то расчёт ведём по металлу шва.
Требуемая длина швов прикрепления накладки к полкам поясных уголков:
Принимаем три два по 40см и два по 15см.
Определяем длину сварных швов крепления верхнего пояса к фасонке. Сварка полуавтоматическая сварочной проволокой СВ-08А диаметром d=2мм. то расчёт ведём по металлу шва.
Окончательно длины сварных швов назначаем конструктивно по габаритам фасонки.
Требуемый катет угловых швов для присоединения вертикальных накладок к фасонке:
Нижний монтажный узел.
Расчёт узла производим аналогично расчёту узла верхнего пояса.
Усилие в листовой накладке:
Проверяем прочность узла нижнего пояса фермы:
Требуемая длина швов прикрепления накладки:
Принимаем два шва по 30см и два по 15см.
Усилие для расчёта сварных швов крепления нижнего пояса к фасонке определяется как максимальное из двух усилий:
Узел 11 (промежуточный узел верхнего пояса с узловой нагрузкой)
При конструировании узла определена длина фасонки равная 420мм.
Определяем катет шва прикрепляющего фасонку к верхнему поясу:
Узел 10 12 (промежуточный узел верхнего пояса с узловой нагрузкой)
Длина сварного шва крепящего верхний пояс к фасонке:

МК 2.dwg

сварочная проволока: СВ-08А
Сварка ручная полуавтоматическая;
КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КАРКАС ОДНОЭТАЖНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
Размещение поперечных рам производственного здания (М 1:1000)
Схема связей по нижним поясам ферм (М 1:500)
Схема связей по верхним поясам ферм (М 1:500)
Схема вертикальных связей между колоннами по оси А (М 1:500)
Колонна по оси А (М 1:50)
Торец колонны фрезеровать
из стали 09Г2С d=24мм;
сварка полуавтоматическая;
Геометрическая схема Ф6
Масштаб сетки: 1:30сечений: 1:20
9 +1% на наплавление металла 1895
Геометрическая схема фермы (М 1:100)
Сопряжение фермы с колонной (М 1:20)
Сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа 2 Сварочная проволока СВ-10-ГА 3 Торец нижнего опорного фланца строгать 4 Болты нормальной точности М20 класса прочности 5.6 5 Отверстия под болты диаметром d=23 мм
Отправочный элемент фермы Ф-6