Конструирование и расчет элементов фермы




Согласно заданию на курсовую работу для климатического района с температурой наружного воздуха в качестве материала элементов ферм принимаем сталь С245, а для узловых фасонок – С255. Толщина фасонок tф = 10 мм по Приложению 5 при N1-3 = -372,7 кН.

Расчетные сопротивления:

Ø для элементов фермы Rу = 24 кН/см2, как для фасонного проката толщиной

t = 2¸20 мм;

Ø для фасонок Rу = 24 кН/см2 при толщине t = 10 мм.

Все элементы ферм из парных равнополочных уголков. Конструирование и расчет элементов фермы выполнены в таблице 5.1.

 


Таблица 5.1 Подбор сечений элементов фермы

 

Элемент Расчетное усилие Сечение А, см2 Длины,см ix iy λx λy λu фmin γс Несущая способность, кН Запас надежности, %
l lx ly
В.П. 2-3   2L63х5 12,26       1,94 2,96 144,33 94,59          
3-5 -517,4 2L125x8 39,38       3,87 5,46 77,52 54,95 130,8 0,703 1,0 631,2 22%
6-8 -696,8 2L125х9 44,0       3,86 5,48 77,72 54,74 120,5 0,700 1,0 702,24 0,8%
Н.П. 1-4 293,0 2L70x5 13,72       2,16 3,23 268,52 365,33 400,0   1,0 312,82 6,7%
4-7 651,9 2L100x8 31,2       3,07 4,47 195,44 263,98 400,0   1,0 711,36 9,1%
Раскосы 2-2'   2L50x5 9,6       1,53 2,45 90,85 71,02 150,0        
1-3 -372,7 2L90x8 27,86       2,76 4,08 65,22 88,24 123,7 0,625 1,0 397,01 6,5%
3-4 278,3 2L63x5 12,26       1,94 2,96 154,64 126,69 400,0   1,0 279,53 0,4%
4-6 -166,9 2L80x7 21,7       2,45 3,67 122,45 102,18 150,8 0,406 0,8 169,16 1,3%
6-7 55,6 2L50x5 9,6       1,53 2,45 196,08 153,06 400,0   1,0 218,88 293,7%
Стойки 4-5 -67,7 2L50x5 9,6       1,53 2,45 115,03 89,80 162,2 0,448 0,8 82,58 25,5%

Расчет сварных соединений в ферме

Рассчитываем прикрепления элементов решетки из парных уголков к узловым фасонкам. Сварка полуавтоматическая в нижнем положении; диаметр сварочной проволоки 2 мм. Согласно таблице Г.1 [2] принимаем флюс АН-60 по ГОСТ 9087 и сварочную проволоку Св-08А по ГОСТ 2246. Расчетные сопротивления: Rwf = 18 кН/см2 по таблице Г.2 [2] и Rwz = 0,45· Run = 0,45·37 = 16,65 кН/см2 (Run = 370 МПа = 37 кН/см2 для фасонного проката из стали С245)

Требуемую расчетную длину швов для прикрепления одного уголка элемента решетки вычисляем по формулам:

По прочности металла шва ;

По прочности металла границы сплавления .

Коэффициенты: при kf = 4-8 мм согласно таблице 39[2].

Большую из вычисленных для каждого элемента распределяем на обушок и перо.

Вычисление длин швов для прикрепления элементов решетки выполнено в виде таблицы 6.1

 

Таблица 6.1 Вычисление длин швов для прикрепления элементов решетки

Элемет N, кН Сечение kf lwf lwz lwоб lwпер Прим.
1-3 -372,7 2L90x8 0,8 16,9 15,7 13,0 7,0 ---
3-4 278,3 2L63x5 0,5 20,16 18,72 16,0 7,0 ---
4-6 -166,9 2L80x7 0,4 15,2 14,0 12,0 6,0 ---
6-7 55,6 2L50x5 0,4 5,1 4,7 5,0 4,0 Констр
4-5 -67,7 2L50x5 0,4 6,0 5,5 6,0 6,0 ---

Расчёт опорного узла

Нижний опорный узел

Швы крепления опорного раскоса 1-3 рассчитаны в 6 пункте (kf =0,8 см, =13 см, =7 см).

Расчёт швов крепления нижнего пояса (1-4 элемент).

Принимаем kf =6 мм. N =293 кН.

- требуемая толщина опорного

фланца из условия смятия.

где: F = =263,5 кН – опорное усилие фермы,

Rp = Ru =36 кН/см2 – расчётное сопротивление смятию стали С245,

bf =15см – ширина опорного фланца, принятая из условия размещения болтов.

Принимаем tf =10 мм, равной толщине фасонки.

Принимаем сечение опорного фланца: 150х10мм.

Проверку принятого сечения выполняем по формуле:

Выпускаем фланцы за пределы фасонки на 1,5× tf =1,5×10=15 мм»20 мм.

Высоту опорного фланца принимаем конструктивно равную 450мм.

Принимаем kf =5 мм.

Длина шва крепления фасонки к фланцу определена конструкцией узла и составляет 45-1=44см. Предельная расчётная длина шва lw =85× bf × kf =85×0,9×0,5=38,25 см, что меньше фактической.

Прочность шва обеспечена.

Болты для крепления опорного фланца принимаем конструктивно. Принимаем 6 болтов М20 класса 4,8 нормальной точности. Отверстия под болты в опорном фланце принимаем диаметром 23 мм с учетом обеспечения отсутствия восприятия этими болтами опорного усилия. Болты размещаются согласно схеме.

Рисунок 7.1 – Схема крепления нижнего опорного узла

Верхний опорный узел

Верхний опорный узел выполняется шарнирным на фасонках. Шарнирность узла достигается установкой болтов в отверстия на 5-6 мм больше диаметра болта. В силу того, что усилия в узле весьма малы, болты и сварные швы принимаем конструктивно. Принимаем 2 болта М20 класса 4,8 грубой точности.

 

 

 

 

Рисунок 7.2 – Схема крепления верхнего опорного узла


Расчёт прокладок

Для обеспечения совместной работы уголков их соединяют прокладками. Расстояние между прокладками должно быть не более 40 i для сжатых элементов и 80 i для растянутых, где i – радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной прокладке. При этом в сжатых элементах ставится не менее 2 прокладок. Определение предельного расстояния между прокладками и необходимого их числа в каждом элементе приводим в табличной форме. Ширина прокладок, из условия размещения швов, 60 мм, длинна b уг+20 мм, толщина 10 мм (равная толщине фасонки). По возможности число типоразмеров следует принимать минимальным.

 

 

Элемент Расчётное усилие, N, кН Сечение Длина, см iy 40× iy 80×iy Число прокладок Расстояние между прокладками Размеры прокладок
2-3   2L63х5   2,96   236,8   93,3 90´60
3-5(5-6) -517,4 2L125x8   5,46 218,4       145´60
6-8 -696,8 2L125x9   5,48 219,2       145´60
1-4 293,0 2L70x5   3,23   258,4     90´60
4-7 651,9 2L100x8   4,47   357,6     120´60
2-2’   2L50x5   2,45         70´60
1-3 -372,7 2L90x8   4,08 163,2       110x60
3-4 278,3 2L63x5   2,96   236,8     90´60
4-6 -166,9 2L80x7   3,67 146,8     93,7 100´60
6-7 55,6 2L50x5   2,45         70´60
4-5 -67,7 2L50x5   2,45       73,3 70´60

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-05-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: