Коэффициент использования 0,9 - предельная гибкость в плоскости X1,O,Z1

Верхний сжатый пояс (элементы 1, 4, 7, 10, 14, 16) - примем 2 равнополочных уголка L100х10 по ГОСТ 8509-93;

Нижний растянутый пояс (элементы 6, 12) - примем 2 равнополочных уголка L100х12 по ГОСТ 8509-93.

Опорный раскос (элементы 2, 7) - примем 2 равнополочных уголка L60х10 по ГОСТ 8509-93.

Стойки (элементы 3, 9, 15) – примем 2 равнополочных уголка L50х5 по ГОСТ 8509-93.

Раскосы (элементы 5, 8, 11, 13) - примем 2 равнополочных уголка L70х5 по ГОСТ 8509-93.

Расчет и конструирование узлов фермы.

При расчёте узлов фермы определяют размеры сварных швов и назначают габариты фасонок с таким расчётом, чтобы на них уместились все сварные швы стержней.

Исходные данные для расчёта:

Rwf = 180 МПа - расчётное сопротивление угловых сварных швов условному срезу по металлу шва;

Run = 370 МПа - расчётное сопротивление стали по временному сопротивлению (для стали марки ВСт3пс6);

Rwz= 0,45∙Run = 0,45∙370 = 166,5 МПа…расчётное сопротивление угловых сварных швов условному срезу по металлу границы сплавления;

γwf = 1 ,коэффициент условия работы сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу шва (при Ry< 580 МПа и климатических районах с t° > – 40);

γwz = 1, коэффициент условия работы сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу границы сплавления (при Ry < 580 МПа и климатических районах с t° > – 40);

При изготовлении фермы принимаем ручную сварку электродами Э42 и Э42А по ГОСТ 9467–75;

βf = 0,7, коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу шва;

βz = 1, коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу границы сплавления;

γc = 1, коэффициент условия работы конструкции;

βf ∙ Rwf = 0,7 ∙ 180 = 126 МПа

βz ∙ Rwz = 1 ∙ 166,5 = 126 МПа

Следовательно, расчёт будем вести по металлу шва. Так как сварка ручная то, наиболее эффективно принять катет шва равный 6мм (Kf = 6мм).

Расчёт опорных узлов стропильной фермы.

В опорных узлах сходятся стержни (элементы) 1, 2 и 16, 17.

Рассчитаем прикрепление опорного раскоса (элемент 2) имеющего сечение 2L 60х10 и расчётное усилие 440.53Кн, конструктивная длина швов (kf = 6 мм):

– у обушка:

– у пера:

Рассчитаем прикрепление опорного раскоса (элемент 17) имеющего сечение 2L 60х10 и расчётное усилие 402,84Кн, конструктивная длина швов (kf = 6 мм):

– у обушка:

– у пера:

Для крепления верхнего пояса ( элементы 1, 16), сечением 2L 100х10 и N = 384,91Кн, расчётная длина швов (kf = 6 мм):

– у обушка:

– у пера:

Для крепления опорного ребра к верхнему поясу о фасонке

N = 207,9Кн, расчётная длина швов (kf = 6 мм):

Находим требуемую площадь сечения ребра по формуле

где Q-поперечная сила на опоре фермы (Q=207,9кН);

,

Где Run-временное сопротивление стали (для марки стали ВСт3пс6-1, Run=370МПа)

-коэффициент надежности по материалу, принимаемый по табл. 2

Принимая ширину опорного ребра 250мм, получаем толщину ребра

, примем tp=20мм.

Рис.8.9 Опорные узлы фермы

Расчёт сварных швов крепления элементов решетки:

· Элементы 3, 9, 15

Рассчитаем прикрепление стойки имеющей сечение 2L 50х5, расчётное усилие 69,3Кн. Конструктивная длина швов(kf = 6 мм, минимальная расчетная длина сварного шва 40мм):

– у обушка:

– у пера:

Примем длину шва у пера 50мм.

· Элементы 8, 11

Рассчитаем прикрепление раскоса имеющего сечение 2L 70х5 и max расчётное усилие 43,45Кн, конструктивная длина швов (kf = 6 мм, минимальная расчетная длина сварного шва 40мм):

– у обушка:

– у пера:

Примем длину шва у пера 50мм.

· Элементы 5, 13

Рассчитаем прикрепление раскоса имеющего сечение 2L 70х5 и max расчётное усилие 116,79Кн, конструктивная длина швов (kf = 6 мм, минимальная расчетная длина сварного шва 40мм):

– у обушка:

– у пера:

8.3 Расчет прогона

Расчет прогона произведен программой NormCAD

Исходные данные:

Геометрические размеры элемента:

- Расчетная длина элемента lefx = 1000 см;

- Расчетная длина элемента lefy = 0 см;

- Длина элемента l = 1000 см;

Нагрузка:

- Изгибающий момент Mx = 7,09 тс м = 7,09 / 0,00001 = 709000 кгс см;

- Изгибающий момент My = 1,61 тс м = 1,61 / 0,00001 = 161000 кгс см;

- Поперечная сила на одну стенку сечения Qy = 3,02 тс = 3,02 / 0,001 = 3020 кгс;

- Сжимающая сила, действующая на одну стенку элемента

F = 0 тс = 0 / 0,001 = 0 кгс;

Физические характеристики:

- Модуль упругости E = 2100000 кгс/см 2;

Прочность:

(Вид металла - Фасонный прокат):

- Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry = 2450 кгс/см 2;

- Расчетное сопротивление стали сдвигу Rs = 1960 кгс/см 2;

Коэффициенты надежности и условия работы:

- Коэффициент условия работы gc = 1 ;

- Коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению gu = 1,3 ;

Основные характеристики сечений:

(Сечение ветви - из сортамента; Характеристики сечения - Двутавры нормальные с параллельными гранями полок по СТО АСЧМ 20-93; 35 Б2; Сечение - одноветьевое):

Опирание:

- Ширина опирания b = 17,5 см;

Результаты расчета:

1) Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях

Балки, рассчитываемые по формуле (38), должны быть проверены по формулам (29) и (33):

2) Расчет на прочность стенки балки