Подбор сечений центрально растянутых элементов
Кафедра металлических деревянных и пластмассовых конструкций
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:
«Стальной каркас промышленного здания»
Выполнил:
студент гр. П-417
Грачев П.П.
Проверил:
Скачков С.В.
г. Ростов – на – Дону
2007 г.
Содержание
стр.
Исходные данные
Расчет стропильной фермы
Сбор нагрузок на стропильную ферму
Определение усилий в элементах фермы
Подбор сечений центрально растянутых элементов
Подбор сечений центрально сжатых элементов
Расчет узлов
2. Расчет поперечной рамы
2.1. Компоновка рамы
2.2. Сбор нагрузок
2.3. Статический расчет рамы
2.4. Составление сочетаний нагрузок
2.5. Выбор невыгодных сочетаний усилий
3. Расчет колонны
3.1. Расчет верхней части колонны
3.1.1. Подбор сечения из условия устойчивости в плоскости рамы
3.1.2. Проверка устойчивости из плоскости рамы
3.2. Расчет нижней части колонны
3.2.1. Подбор сечения отдельной ветви из условия устойчивости из плоскости рамы
3.2.2. Проверка устойчивости отдельной ветви из условия устойчивости в плоскости рамы
3.2.3. Проверка устойчивости обеих ветвей как единого стержня в плоскости рамы
3.3. Расчет соединительной решетки
3.4. Расчет базы колонны
3.5. Расчет фундаментных болтов
Литература
1. Расчет стропильной фермы
Сбор нагрузок на стропильную ферму
Сбор нагрузок на стропильную ферму выполним в табличной форме
| Наименование | Нормативная нагрузка
| Коэффициент надежности по нагрузке 
| Коэффициент надежности по назначению 
| Расчетная нагрузка
|
| Постоянные: 1. защитный слой из гравия; 2. водоизоляционный ковер 4 слоя рубероида; 3. пенополистирол =10см; 4. пароизоляция из одного слоя рубероида; 5. профилированный стальной настил; 6. собственный вес стропильной фермы и связей | 0.4 0.16 0.05 0.05 0.15 0.46 | 1.3 1.2 1.2 1.3 1.1 1.05 | 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 | 0.494 0.182 0.057 0.062 0.157 0.459 |
| Временные: 1. снеговая | 2.4*0.7=1.7 | 2.4 | ||
| Итого: | 
|
В результате сбора нагрузок на стропильную ферму получаем значение расчетной нагрузки на квадратный метр площади. Для того чтобы осуществить переход от значения расчетной нагрузки на квадратный метр площади к значению расчетной нагрузки на погонный метр длины, необходимо воспользоваться следующей формулой:
где 
– грузовая площадь, равная произведению 
Т.к. элементы ферм работают не на изгиб, а на сжатие и растяжение, поэтому нагрузки, приложенные к ферме, должны быть узловыми. Для перехода к значениям узловых нагрузок необходимо:
1.2. Определение усилий в элементах фермы
Усилия в элементах фермы определим с помощью диаграммы Максвелла – Кремона (рис.1). Перед определением усилий необходимо вычислить значение опорной реакции.
Усилия в элементах фермы:
Нижний пояс
Верхний пояс
Элементы решетки
Подбор сечений центрально растянутых элементов
Элементы нижнего пояса
1) N1-а=335.4кН
Расчет будем производить исходя из условия прочности согласно формуле 5 СНиП II-23-81*
где 
– внутренние усилие в элементе фермы;
– поперечная площадь сечения элемента фермы;
– расчетное сопротивление стали по пределу текучести, равное для стали С245 – 
;
– коэффициент условия работы, равный 0.95
Из сортамента выбираем широкополочный тавр с площадью поперечного сечения больше, чем 
. Выбираем тавр 13ШТ1 со следующими характеристиками:
- 
;
- 
;
- 
Определим гибкость элементов:
где 
– гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
– коэффициент расчетной длины элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы (принимаем 
и 
);
– геометрическая длина элементов;
– радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
– предельная гибкость растянутых элементов, принимаем по таблице 20 СНиП II-23-81* в зависимости от вида нагрузки и элемента конструкции
Т.к. вычисленные значения гибкости элементов, соответственно в плоскости и из плоскости фермы, меньше предельной гибкости растянутых элементов, следовательно, тавр подобран правильно.
2) N1-г=858кН
Расчет будем производить исходя из условия прочности согласно формуле 5 СНиП II-23-81*
где – внутренние усилие в элементе фермы;
– поперечная площадь сечения элемента фермы;
– расчетное сопротивление стали по пределу текучести, равное для стали С245 – ;
– коэффициент условия работы, равный 0.95
Из сортамента выбираем широкополочный тавр с площадью поперечного сечения больше, чем . Выбираем тавр 15ШТ2 со следующими характеристиками:
- 
;
- 
;
- 
Определим гибкость элементов:
где – гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
– коэффициент расчетной длины элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы (принимаем и );
– геометрическая длина элементов;
– радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
– предельная гибкость растянутых элементов, принимаем по таблице 20 СНиП II-23-81* в зависимости от вида нагрузки и элемента конструкции
Т.к. вычисленные значения гибкости элементов, соответственно в плоскости и из плоскости фермы, меньше предельной гибкости растянутых элементов, следовательно, тавр подобран правильно.
3) N1-ж=1119.4кН
Расчет будем производить исходя из условия прочности согласно формуле 5 СНиП II-23-81*
где – внутренние усилие в элементе фермы;
– поперечная площадь сечения элемента фермы;
– расчетное сопротивление стали по пределу текучести, равное для стали С245 – ;
– коэффициент условия работы, равный 0.95
Из сортамента выбираем широкополочный тавр с площадью поперечного сечения больше, чем . Выбираем тавр 17.5ШТ2 со следующими характеристиками:
- 
;
- 
;
- 
Определим гибкость элементов:
где – гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
– коэффициент расчетной длины элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы (принимаем и );
– геометрическая длина элементов;
– радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
– предельная гибкость растянутых элементов, принимаем по таблице 20 СНиП II-23-81* в зависимости от вида нагрузки и элемента конструкции
Т.к. вычисленные значения гибкости элементов, соответственно в плоскости и из плоскости фермы, меньше предельной гибкости растянутых элементов, следовательно, тавр подобран правильно.