Результаты расчетов по подбору профилей для стержней фермы

Элемент	Обозн. Стерж.	Усил. КН	Прин. сечен.	Площ. Сечен. См2	Радиусы инерции,см		Гибкость		λu	φm	γc	σ кН/см2	R γc/ γn кН/см2
					ix	iy	λx	λy
Верхний пояс	18	-521	110х110х8	59,36	2,98	2,98	101	101	124,2	0,5	0,85	8,8	33
	17	-641	110х110х8	59,36	2,98	2,98	101	101	124,2	0,5	0,85	10,8	33
	16	-703	110х110х8	59,36	2,98	2,98	101	101	124,2	0,5	0,85	11,8	33
	15	-676	110х110х8	59,36	2,98	2,98	101	101	124,2	0,5	0,85	11,4	33
	14	-676	110х110х8	59,36	2,98	2,98	101	101	124,2	0,5	0,85	11,4	33
	13	-703	110х110х8	59,36	2,98	2,98	101	101	124,2	0,5	0,85	11,8	33
	12	-641	110х110х8	59,36	2,98	2,98	101	101	124,2	0,5	0,85	10,8	33
	11	-521	110х110х8	59,36	2,98	2,98	101	101	124,2	0,5	0,85	8,8	33
Раскосы	33	492	70х70х5	21,34	2,5	1,74	122	218	400	-	0,85	23,1	33
	32	236	70х70х5	21,34	2,5	1,74	122	218	400	-	0,85	11,1	33
	31	64	70х70х5	21,34	2,5	1,74	122	218	400	-	0,85	3	33
	30	-53	70х70х5	66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0,8	0,8	33
	26	-53	70х70х5	66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0,8	0,8	33
	27	64	70х70х5	21,34	2,5	1,74	122	218	400	-	0,85	3	33
	28	236	70х70х5	21,34	2,5	1,74	122	218	400	-	0,85	11,1	33
	29	492	70х70х5	21,34	2,5	1,74	122	218	400	-	0,85	23,1	33

 

 

 

 

Раскосы

Стойки	2	-337		75х75х6		66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0,8	5,1	33
	19	-229		75х75х6		66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0,8	3,4	33
	20	-131		75х75х6		66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0,8	2	33
	21	-45		75х75х6		66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	1	0,7	33
	22	85		75х75х6		21,34	2,5	1,74	122	218	180	-	0,85	4	33
	23	-45		75х75х6		66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0.8	0,7	33
	24	-131		75х75х6		66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0,8	2	33
	25	-229		75х75х6		66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0,8	3,4	33
	1	-337		75х75х6		66,74	3,8	3,8	86,3	86,3	180	0,5	0,8	5,1	33
Нижний пояс	3	0	70х70х6		27,86		3,51	1,98	85,5	151,5	400	-	0,85	0	33
	4	447	70х70х6		27,86		3,51	1,98	85,5	151,5	400	-	0,85	16,1	33
	5	643	70х70х6		27,86		3,51	1,98	85,5	151,5	400	-	0,85	23,1	33
	6	693	70х70х6		27,86		3,51	1,98	85,5	151,5	400	-	0,85	24,9	33
	7	693	70х70х6		27,86		3,51	1,98	85,5	151,5	400	-	0,85	24,9	33
	8	643	70х70х6		27,86		3,51	1,98	85,5	151,5	400	-	0,85	23,1	33
	9	447	70х70х6		27,86		3,51	1,98	85,5	151,5	400	-	0,85	16,1	33
	10	0	70х70х6		27,86		3,51	1,98	85,5	151,5	400	-	0,85	0	33

Таблица - Количество типов уголков

 

Расчет узлов фермы

Стержни фермы в узлах связываются листовыми фасонками, к которым они прикрепляются с помощью электросварки.

Конструктивная длина шва по обушку определяется по формуле

 

 

длина шва по перу определяется по формуле

 

где α- коэффициент, учитывающий долю усилия, приходящегося на обушок

N- усилие в стержне, кН

β_f-коэффициент провара (при ручной сварке β_f=0,7)

K_f1, K_f2- толщины швов соответственно по обушку и по перу, см

R_wf- расчетное сопротивление угловых швов среза по металлу шва,

равное при использовании электродов типа Э50: R_wf= 21 кН/см²

γ_wf- коэффициент условий работы шва; γ_wf=1

Коэффициент α принимаем равным: для равнополочных уголков α=0,7.

Толщина шва по перу уголка принимается на 2 мм меньше толщины полки уголка, но не менее 4 мм. Максимальная толщина шва по обушку уголка не должна превышать 1,2t _min, где t_min-толщина более тонкого элемента (фасонки или полки уголка).

Минимальная длина шва должна составлять 4 К_f или 40 мм. Максимальная расчетная длина шва не должна превышать 85β_f К_f .

 

Узел «Е»

Определим длины швов поясов «6» и «7» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем l_w1 = 22 см.

Длина шва по перу

lw₂ = 13 см.

К_f1 = 8мм = 0,8см. K_f2 = 6 мм = 0,6 см.

Определим длины швов пояса «30» и «26» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем lw₁ =4 см.

Длина шва по перу

lw₂ = 4 см.

К_f1 = 8 мм = 0,8 см. K_f2 = 6 мм = 0,6 см.

Определим длины швов пояса «22» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем lw₁ =4 см.

длина шва по перу

lw₂ = 4 см.

К_f1 = 8 мм = 0,8 см. K_f2 = 8 мм = 0,8 см.

Рассчитанные длины швов наносятся на схему узла, после чего выявляются размеры фасонки и ее очертание. Принимаемое очертание фасонки должно быть простым, желательно прямоугольным.

Узел Е должен иметь опорное ребро 16…25мм. Минимальная ширина ребра 180 мм.

 

Таблица сварных швов в узлах фермы

Узел	Обозначение стрежней	Расчетное усилие, кН	Катет шва, см		Длина шва, мм		Конструктивная длина шва, мм
			По обушку Kf1	По перу Kf2	По обушку	По перу	По обушку L1	По перу L2
Е	22	85	0,8	0,8	4	4
	26	53	0,8	0,6	4	4
	30	53	0,8	0,6	4	4
	6	693	0,8	0,6	22	13
	7	693	0,8	0,6	22	13

 

Общая расчетная длина сварных швов (см), прикрепляющих горизонтальную накладку к полкам уголков по одну сторону стыка:

 

 

где N- усилие в стержне нижнего пояса, помыкающем к монтажному узлу ,кН.

Более подробно с конструкциями узлов стропильных ферм и особенностями их расчета следует ознакомиться по рекомендуемой литературе (1);(5);(7).

Итогом проектирования стропильной фермы является составление спецификации металла на отправочный элемент, форму которой следует принять по учебнику (1).

5.Р асчет поперечной рамы каркаса

Определение нагрузок на раму.

На раму действуют нагрузки

а) постоянная – от собственного веса конструкций

б)кратковременные: снеговая; крановая – вертикальная от давления колес мостового крана и горизонтальная от торможения тележки; ветровая.

 

Рис. Рама

 

А) Постоянная нагрузка на раму. На стойку рамы будет действовать опорная реакция ригеля (кН) V_g=g₁L/2, где L- пролет ригеля (фермы); g₁ – погонная расчетная нагрузка, кН/м²

V_g=23,88·24/2=286,56 кН

б) Снеговая нагрузка на раму. На стойку рамы будет действовать соответствующая опорная реакция ригеля (кН) V_р=S₁L/2, где S₁ – погонная расчетная снеговая нагрузка, кН/м²

V_р=4,2·24/2=50,4 кН

Вертикальные крановые нагрузки. Крановая нагрузка на поперечную раму определяется от двух сближенных кранов, расположенных таким образом, чтобы нагрузка была наибольшей.

Расчетная вертикальная сила (кН), действующая на стойку (колонну), к которой приближены тележки кранов

 

D_max=γ_f·n_c·F_{n max}·Σy_i+G,

 

где F_{n max}- наибольшее давление колеса

γ_f- коэффициент надежности по нагрузке, γ_f=1,1

Σy_i- сумма ординат влияния для опорного давления на колонну

n_c – коэффициент сочетания: n_c=0,85

G- вес подкрановой балки, кН

Ординаты линий влияния y₁=0,267, y₂=1; y₃=0,8; y₃=0,066.

D_max=1,1·0,85·315·(0,267+1+0,8+0,066)+10,5 =717,36 кН

Расчетная вертикальная сила, действующая на другую стойку рамы

 

D_min=γ_f·n_c·F_{n min}·Σy_i+G,

 

где F_{n min}- наименьшее давление колеса на кран (кН)

F_{n min}=(P+G_c)/n₀- F_{n max}

P- грузоподъемность крана

G_c- общий вес крана с тележкой

n₀- число колес на одной стороне крана n₀=2

F_{n min}=(300+520)/2- 315=95 кН

D_min=1,1·0,85·95·2,4+10,5=223,68 кН

Горизонтальные крановые нагрузки.

Расчетная горизонтальная сила (кН)

 

T_c= γ_f·n_c·T_n·Σy_i,

 

где T_n- нормативная горизонтальная сила при торможении тележки,

приходящаяся на одно колесо крана.

Горизонтальная сила T_c может действовать на левую или правую стойку рамы, причем как в одну, так и в другую сторону.

T_c= 1,1·0,85·10,5 ·2,4=23,6 кН

Ветровая нагрузка.

Расчетное значение погонной ветровой нагрузки в стойке рамы (кН/м):

С наветренной стороны (положительное давление):

g_w= γ_f·c·K·W_оB

g_w= 1,4·0,8·1·0,48·6=3,2кН/м

С заветренной стороны

g_w^´= γ_f·c^´·K·W_оB

g_w^´= 1,4·0,6·1·0,48·6=2,4 кН/м

где γ_f=1,4 – коэффициент надежности по нагрузке; с, c^´ - аэродинамические коэффициенты,

Схема к определению

ветровой нагрузки (для местности типа А) равные в данных условиях

соответственно 0,8 и 0,6

К – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по

высоте, К=1

W_c- нормативное значение ветрового давления ,