Проверка сечения верхнего пояса фермы — КиберПедия 

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Проверка сечения верхнего пояса фермы



В соответствии с п.4,17 [2], проверку сечения на прочность выполняем по формуле:

 

,

 

где ;

– коэффициент, учитывающий условия эксплуатации конструкции ([1] п.3.2, табл.5),

– коэффициент для сжато-изогнутых элементов ([1] п.3.2, табл.7),

Все расчетные нагрузки, максимальные моменты, продольные и поперечные силы, берем по приложению 1, в соответствии с сечениями. Для верхнего пояса Mmax= 180540 кгс∙см, N=30453 кгс/см2.

Принимаем сечение пояса 250 х 180; Fбр =450 см2 , Wбр=1975 см3

 

Гибкость в плоскости системы:

 

.

 

Тогда коэффициент продольного изгиба:

 

,

 

где a – коэффициент для древесины равный 0,8.

.

 

Вычисляем прочность поперечного сечения:

.

 

Расчёт на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов:

, ([1] п.4.18).

,

где kф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке ([1] прил.4 таб.2).

 

.

 

Расчёт стоек и раскосов

Сечение стоек и раскосов принимаем одинаковыми (180х130), исходя из условий прочности, устойчивости и предельной гибкости .

Проверяем на устойчивость сжатые элементы

 

,

 

где Rс=180 кгс/см2 ([1] п.4.2).

На прочность проверяем растянутые элементы

 

,

 

где Rр=84 кгс/см2 ([1] п.4.1).


Таблица 8 Проверка прочности и устойчивости стоек и раскосов

№ эл-та см r, см Fрасч, см2 , Nmax, кгс
стойки                
3,76 68,08511 0,629 -5208   35,3838
3,76 101,8617 0,289134 -4897   72,3794
раскосы                
3,76     25,81  
3,76     22,71  
3,76     16,95  
3,76 115,1596 0,226215 -977   18,4568
3,76     17,45  

 


Расчёт нижнего пояса фермы

Нижний пояс принимаем из двух равнобоких уголков 63х6, площадью сечения Fрасч.=2∙7,28=14,56 см2.

Нижний пояс фермы проверяем на прочность при максимальном растягивающем усилии N2=31521 кгс.

,

где - коэффициент условий работы ([3] п.5.1).

кгс/см2.

 

Конструирование и расчет узлов фермы

Расчёт узла верхнего пояса.

Основным элементом узла является металлический вкладыш, составленный из двух плит и трёх расположенных между ними рёбер. В центре вкладыша через рёбра пропущен болт, к которому крепятся стальные планки раскосов. Плиты вкладыша воспринимают равномерно распределённое давление от брусьев верхнего пояса, которое определяем по максимальному усилию N7=35091 кгс



Рисунок 21. Узел верхнего пояса

Равномерно распределённое давление от брусьев верхнего пояса

кгс/см2.

Для расчёта плиты выделим полосу шириной 1 см и рассматриваем её как двухпролётную балку, опорами которой являются рёбра. Над средней опорой допускаем образование шарнира пластичности, котором изгибающий момент.

Сталь С235 Ry=230 Мпа. ([3] прил.1 таб.51).

кгс∙см

Наибольший момент в пролёте М1 действует на расстоянии Х от крайней опоры:

см,

кгс∙см,

Здесь lпл – пролёт плиты

см

Толщина плиты принята мм, рёбер мм

см3

Напряжения изгиба в плите

 

кгс/см2

 

Ширину рёбер понизу назначаем мм, тогда ширина их поверху:

мм

 

Для фиксации положения брусьев пояса при сборке по бокам вкладыша привариваем упоры из стальных полос толщиной 6 мм.

Расчёт центрального болта производим для узла 4, где действует наибольшее усилие в раскосе N = 6040 кгс. Проверяем прочность болта и стенок вкладыша на изгиб, срез и смятие.

Изгибающий момент получим, полагая, что усилие раскоса действует с плечом e = 1,2 см относительно ребра вкладыша.

кгс∙см

Приравнивая этот момент несущей способности болта по изгибу, получим:

кгс∙см,

откуда

см, Fбр=5,72 см2.

 

Расчётное сопротивление срезу болтов Rbs=1500 кгс/см2, класс болтов 4.6 ([3] прил.1 табл.58).

Несущая способность такого болта на срез по площади сечения брутто

Rbs∙Fбр =5,72∙1500=8580 кгс.

Напряжение смятия в ребре толщиной t=0,6 см:

 

кгс.

 

Элементы решётки крепим в узлах 4,5,6,8,3 при помощи стальных планок сечением 80х6 мм. Планки присоединяем к раскосам и стойкам болтами d=20 мм. Определяем несущую способность двухсрезного болта:

- по изгибу болта

([1]табл.17)

- по смятию среднего элемента

кгс.

Необходимое число болтов для крепления раскоса: кгс.

шт. ([3]таб.17,прим.7).

 

Расчёт верхнего узла стойки

Рисунок 22. Узел верхнего узла стойки



 

Расчёт производим для узла 7, где усилие в стойке максимальное N24=5208кгс.

Проверяем планки на устойчивость при сжатии, площадь сечения планки см2.

При расчётной длине l =140 мм

, при .

,

где Ry=2300 кгс/см2 ([1] п.4.2).

кгс/см2.

Проверяем соединение на гвоздях с диаметром d=6 мм и толщиной крайнего элемента 19 мм.

Несущая способность гвоздевого соединения: Тс=570 кгс, Та=910 кгс, Ти=940 кгс.

Усилие действующее на соединение: Nрасч=N24∙sin220=5208∙0,374=1950 кгс.

 

 

Необходимое число гвоздей для крепления: кгс.

шт.([1]таб.17,прим.7).

Расчёт опорного узла

В опорном узле соблюдаем центровку примыкающих к нему элементу. Конструктивной основой узла служит стальной сварной башмак, состоящий в основном из двух фасонок и двух плит. В верхнюю плиту упирается верхний пояс фермы, а нижняя плита служит для опирания фермы на опору.

Размеры нижней плиты находим из условия передачи её опорной реакции фермы на деревянный брус прочностью Rсм90.

 

Рисунок 23. Опорный узел фермы

 

Требуемая площадь плиты

см2,

где А – опорная реакция

 

кгс.

([2] п.3.1).

 

Конструктивно принимаем площадь плиты F=30*34=1020 см2

Толщину плиты определим из расчёта её как двухконсольной балки, нагруженной равномерно распределённой нагрузкой.

кгс/см

Фасонки башмака располагаем заподлицо с боковыми гранями верхнего пояса. При толщине фасонок мм пролёт плиты см, а вылет консолей с = (34 - 17,2)∙0,5=8,4 см.

Наибольший момент получим над опорой

кгс∙см.

Требуемая толщина плиты

см.

Принимаем 17 мм.

 

Рис 24. Сечение верхней опоры плиты

Толщину верхней плиты назначаем пл =20 мм. Для увеличения её прочности на изгиб привариваем к ней снизу два уголка 63х6 мм, которыми плита разделяется на три участка: один средний и два консольных. Наибольший момент действует над опорами плиты. Принимаем размеры плиты соответственно сечению верхнего пояса (250х180 мм). Тогда равномерно распределённая нагрузка на плиту

кгс/см2, где см2.

Изгибающий момент в плите на 1 см ширины

кгс∙см.,

где с =(250-2∙63)/2=62 мм.

Напряжение изгиба кгс/см2,

где см3.

Проверяем прочность плиты, усиленной рёбрами, в плоскости, перпендикулярной к плоскости фермы и проходящей через ось бруса.

Площадь сечения двух уголков Fуг = 14,56 см2, то же, плиты Fпл = 2∙25=50 см2; собственный момент инерции двух уголков Iуг =2∙27,1=54,2 см4, z0=1.78 см, bz0=6,3 – 1,78=4,52 см.

Расстояние от центра тяжести составного сечения до центра тяжести плиты

см.

Момент инерции составного сечения

 

см4.

 

Наименьший момент сопротивления

 

см3.

Изгибающий момент:

 

кгс∙см.

Напряжение изгиба:

 

кгс/см2.

 

Уголки нижнего пояса привариваются к фасонкам узла швами высотой hшв=7 мм.

Необходимая общая длинна сварных швов на один уголок, рассчитываемая по усилию в элементе 1 в нижнем поясе и при сварке электродами Э-42 и Э42А:

см. ([2] п.11.1).

Принимаю см.

Принимаю болт класса точности 4.6 с dб=2 см, Fбр=3,14 см2 и расчётным сопротивлением на срез Rbs=1500 кгс/см2 ([2] прил.2 табл.58).

Несущая способность такого болта на срез по площади сечения брутто

кгс.

Напряжение смятия в ребре толщиной t=0,6 см: кгс.

 

Расчёт узла нижнего пояса

Расчёт производим для узла 5, где усилия в раскосах D16=6040 кгс и D23=5314 кгс.

Составляющие усилий в раскосах вдоль пояса:

кгс;

кгс;

кгс;

кгс;

кгс;

кгс.

 

Уголки пояса соединены в узле планкой 120х6 по горизонтальным полкам. К вертикальным полкам в центре узла приварены отрезки планок 80х6 мм, через отверстия которых пропущен узловой болт. Этот болт служит для присоединения планок элементов решётки. Нижний конец стойки упирается торцом в горизонтальную планку. В торце стойки сделан вырез для пропуска болта.

Расчёт узлового болта производим на суммарное действие усилий D16 и D23 .

Равнодействующая: кгс.

Плечо равнодействующей относительно отверстия в вертикальной планке принимаем равным е =1 см. Тогда М =8044∙1 =8044 кгс∙см.

Требуемый диаметр болта по изгибу

см.

Примем болт с dб =3,6 36мм площадью Fбр=10,17см2.

Несущая способность болта на срез

кгс.

Напряжение смятия в вертикальной планке:

кгс/см2,

Где 0,6 – толщина планки;

2 – количество планок.

Проверяем планки на растяжение усилием D16=6040 кгс

кгс/см2,

где см2.

Проверка планки размером 6х80х140 мм на центральное сжатие производится на усилие D22=977 кгс.

Площадь сечения планки см2.

При толщине мм и расчётной длине l =140 мм

, при .

кгс/см2.

 

 

 

Рисунок 25 Узел нижнего пояса

 







Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...





© cyberpedia.su 2017 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.024 с.