Расчет и конструирование узлов фермы из парных уголков

В фермах со стержнями из двух уголков, составленных тавром, узлы проектируются на фасонках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке обваркой уголков по контуру или сплошными фланговыми швами. В последнем случае концы фланговых швов выводят на торцы элемента на длину 20 мм (рис. 27).

Фасонки по возможности выпускаются за обушки поясных уголков на 10…15 мм и прикрепляются к ним сплошными швами. В месте опирания прокатных прогонов (при шаге ферм 6 м) фасонки не доводят до обушков на 10…15 мм и это место не заваривают. Для прикрепления прогонов к верхнему поясу фермы в узлах приваривают уголок с отверстиями (см. рис. 27).

Рис. 27. Промежуточный узел фермы из парных уголков

Фасонкам узлов по возможности следует придавать прямоугольную или трапецеидальную форму.

При непрерывном в узле поясе расчету подлежат, как правило, прикрепления стержней решетки к фасонке узла. В случае использования для всех стержней одной марки стали требуемая длина сварного шва определяется его прочностью по формуле: ,

где N – расчетное усилие в стержне; – коэффициент провара корня углового шва (при ручной сварке он равен 0,7); k_f – катет сварного шва, принимаемый обычно равным толщине полки уголка (и одинаковым у пера и обушка); – коэффициент условия работы конструкции (для ферм покрытия он может быть принят равным 0,95); - коэффициент условия работы шва, равный 0,85, при строительстве в I₁, I₂, II₂ и II₃ климатических районах и применении электродов типа Э42 и - в остальных случаях; - расчетное сопротивление металла углового шва [2].

Длина шва по обушку и перу одного уголка определяется соответственно по формулам: и . Длина флангового шва должна быть не менее 40 мм и не менее .В случае назначения катета шва по обушку большим, чем по перу , длина шва по обушку и перу одного уголка будет определяться соответственно по формулам: и .

Рис. 28. Укрупнительный стык фермы из спаренных уголков

Фермы пролетом более 18 м на заводах изготовляются отправочными частями (двумя и более). Вариант укрупнительного стыка полуферм приведен на рис. 28. В стыке суммарная площадь сечения накладок принимается не менее площади сечения двух поясных (стыкуемых) уголков. Длина сварных швов крепления каждой накладки (по одну сторону от стыка) определяется по усилию, равному ее несущей способности. Подробный расчет стыковых узлов полуферм приведен в [1, 7, 10, 11].

Конструкция опорных узлов уголковой фермы приведена на рис. 29. Расчет и конструирование этих узлов приведен в [1, 7, 10, 11].

Рис. 29. Опорные узлы фермы из парных уголков

Литература

1. Металлические конструкции. Том 1. Элементы конструкций. Под ред. проф. В.В. Горева. М.: Высшая школа. 2001, 1997. –528 с.

2. СНИП П-23.81*. Стальные конструкции. М.: ЦИТП. 2001. -96 с.

3. ГОСТ 21.501-93. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей. М.: ГУП ЦПП. 1998. -58 с.

4. Металлические конструкции. Том 2. Конструкции зданий. Под ред. проф. В.В. Горева. М.: Высшая школа. 2001, 1999. –528 с.

5. Раздел «Металлические конструкции» в папке «Студент – ПГС» диска “Z” на сервере ВЦ кафедры «Строительные конструкции».

6. Лихтарников Я.М. Вариантное проектирование и оптимизация стальных конструкций. М.: Стройиздат. 1979. -319 с.

7. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций. М.: Стройиздат. 1991. -431 с.

8. Васильченко В.Т. и др. Справочник конструктора стальных конструкций. Киев. Будивельник. 1990. –312 с.

9. СНИП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.:ГУП ЦПП. 2001. -43 с.

10. Металлические конструкции. Под ред. проф. Е.И. Беленя. М.: Стройиздат. 1986. –560 с.

11. Лихтарников Я. М. и др. Расчет стальных конструкций: Справочное пособие. -Киев: Будивельник, 1984. -366 с.

12. Бирюлев В. В и др. Проектирование металлических конструкций. Специальный курс. -Л.: Стройиздат, 1990. –432 с.

13. Справочник проектировщика. Металлические конструкции: В 3 т /Под ред. проф. В. В. Кузнецова. Место изд-во АСВ, 1998. Т. 2. –504 с.

14. Нилов А. А и др. Стальные конструкции производственных зданий: Справочник. –Киев: Будивельник, 1986. –272 с.

15. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических изделий. -М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1981. -140 с.

16. Енджиевский Л. В. и др. Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы. -М.: Изд-во АСВ, 1998. -246 с.

17. Справочник проектировщика. Металлические конструкции: В 3 т /Под ред. проф. В. В. Кузнецова. -М.: Изд-во АСВ, 1998. Т. 1. –575 с.

18. Металлические конструкции/ Под ред. Ю.И.Кудишина. М:, ACADEMA. 2006- -681 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Необходимые параметры и размеры мостовых электрических кранов

грузоподъемностью от 12,5 до 50/12,5 т нормального типа

режимной группы 5К (выписка из ГОСТ 25711-83)

Таблица 1.1

, т	, м	, кН	, т	, т	, м	,м
12,5	16,5		3,0	16,0	1,9	5,5/4,4
22,5		20,5
28,5		26,0	6,1/5,0
34,5		32,0	6,7/5,6
	16,5		3,7	18,7	2,2	5,6/4,4
22,5		21,7
28,5		28,5	6,2/5,0
34,5		39,0	6,8/5,6
16/3,2	16,5		4,7	20,0	5,6/4,4
22,5		23,0
28,5		29,0	6,2/5,0
34,5		40,3	6,8/5,6
20/5	16,5		6,3	22,0	2,4	5,6/4,4
22,5		25,5
28,5		33,2	6,2/5,0
34,5		46,5	6,8/5,6
32/5	16,5		8,7	28,0	2,75	6,3/5,1
22,5		35,0
28,5		41,0
34,5		56,5	6,8/5,6
50/12,5	16,5		13,5	41,5	3,15	6,86/5,6
22,5		48,5
28,5		59,5
34,5		73,1

Необходимые параметры и размеры мостовых электрических кранов

грузоподъемностью от 12,5 до 50 т облегченного типа

режимной группы 3К (выписка из ГОСТ 25711-83)

Таблица 1.2

, Т	, м	, кН	, т	, т	, м	,м
12,5	16,5		3,0	10,3	1,9	5,5/4,4
22,5		14,1
28,5		17,8	6,1/5,0
34,5		21,6	6,7/5,6
	16,5		6,3	14,9	2,4	5,6/4,4
22,5		20,3
28,5		25,7	6,2/5,0
34,5		31,1	6,8/5,6
	16,5		8,7	21,1	2,75	6,3/5,1
22,5		28,8
28,5		36,5
34,5		44,2	6,8/5,6
	16,5		13,5	28,9	3,15	6,86/5,6
22,5		39,4
28,5		49,9
34,5		60,4

Необходимые параметры и размеры мостовых электрических кранов

грузоподъемностью от 12,5 до 50 т тяжелого типа

режимной группы 7К (выписка из ГОСТ 25711-83)

Таблица 1.3

, Т	, М	, кН	, т	, т	, м	,м
12,5	16,5		3,0	23,0	1,9	5,5/4,4
22,5		29,5
28,5		38,0	6,1/5,0
34,5		48,0	6,7/5,6
	16,5		6,3	28,5	2,4	5,6/4,4
22,5		36,0
28,5		46,5	6,2/5,0
34,5		57,5	6,8/5,6
	16,5		8,7	42,5	2,75	6,3/5,1
22,5		52,0
28,5		62,0
34,5		73,0	6,8/5,6
	16,5		13,5	58,0	3,15	6,86/5,6
22,5		69,0
28,5		79,0
34,5		86,0

Приложение 2

Снеговой, ветровой и климатические районы некоторых городов

Дальнего Востока

Город (район Строительства)	Районы (по [2] и [11]
Снеговой	Ветровой	Климатический
1. Анадырь	V	VII	II4
2. Александровск-Сахалин.	V1	V	II4
3. Биробиджан	II	III	II4
4. Благовещенск	I	III	II4
5. Владивосток	II	IV	II6
6. Комсомольск-на-Амуре	IV	III	II4
7. Магадан	V	V	II4
8. Николаевск-на-Амуре	V	IV	II4
9. Петропавловск-Камчат.	VI1	VII	II6
10. Певек	IV	IV	II2
11. Хабаровск	II	III	II4
12. Южно-Сахалинск	VI	VI	II4

Приложение 3

Сумма ординат линии влияния опорной реакции разрезной подкрановой балки при совместной работе двух мостовых кранов

Характеристика крана	при шаге колонн
, т	Режим раб.	, м	6 м	12 м
12,5	3K, 5K, 7K	16,5; 22,5 28,5 34,5	2,167 1,983 1,883	3,083 2,983 2,883
16; 16/3,2	5K	16,5; 22,5 28,5 34,5	2,133 1,967 1,867	3,067 2,967 2,867
	3K, 7K	16,5; 22,5 28,5 34,5	2,133 1,967 1,867	3,067 2,967 2,867
20/5	5K	16,5; 22,5 28,5 34,5	2,133 1,967 1,867	3,067 2,967 2,867
	3K, 7K	16,5…28,5 34,5	1,950 1,867	2,950 2,867
32/5	5K	16,5…28,5 34,5	1,950 1,867	2,950 2,867
	3K, 7K	16,5…34,5	1,857	2,857
50/12,5	5K	16,5…34,5	1,857	2,857

Оглавление

Введение ……………………………………………………............ ………3

1. Состав курсовой работы… ……………………………………...........…4

1.1. Содержание расчетно-пояснительной записки………...........................4

1.2. Содержание листов чертежей………………………..........................….5

1.2.1. Лист1 (КМ)…………………………….…..…............................ ........5

1.2.2. Лист 2 (КМД)…………………………………………............. ............5

1.2.3. Лист 3 КМ)………………………………………………………………5

2. Указания к выполнению расчетов…………………...................... ...........6

2.1. Расчет настила и прокатных балок балочной клетки……………..…..6

2.1.1. Расчет стального настила………………………………………...........6

2.1.2. Расчет балки настила………………………………………….……..7

2.1.3. Расчет вспомогательной балки…………………………….................9

2.2. Расчет сварной главной балки…………………………………...……..10

2.2.1. Расчетная схема. Нагрузки. Усилия………………………….............11

2.2.2. Подбор сечения……………………………………………………......12

3.2.3. Изменение сечения…………………………………………….........15

2.2.4. Опорная часть………………………………………………................16

2.2.5. Конструктивное обеспечение устойчивости стенки………..............17

2.2.6. Проверки прочности, жесткости и устойчивости балки

и ее элементов…….......................................................................... .......….118

2.3. Расчет колонны сплошного сечения…………………………............22

2.3.1. Расчетная схема. Усилия……………………………………............22

2.3.2. Подбор сечения стержня колонны……………… ...........................23

2.3.3. Проверки жесткости, прочности общей и местной

устойчивости колонны и ее элементов…………………............................25

2.3.4. Конструирование и расчет оголовка………………...…...... ...…...26

2.3.5. Конструирование и расчет базы……………......................... .........27

2.4. Конструирование и расчет узлов сопряжения элементов

балочной клетки…………….............................................................. ..… 29

2.4.1. Расчет прикрепления настила……………....…….............................29

2.4.2. Расчет узла этажного опирания балки настила на

вспомогательную балку…………....................................................... .... .. 30

2.4.3. Расчет и конструирование узла пониженного опирания балок….31

2.4.4. Конструирование равнопрочного монтажного (укрупнительного)

узла главной балки………………….............................................. .. ..... 32

3. Компоновка каркаса ……………………………………………..33

3.1. Сетка колонн …………………………………………………………….. 33

3.2. Компоновка поперечной рамы …………………………………………34

3.2.1. Определение вертикальных размеров ……………………………..34

3.2.2. Определение горизонтальных размеров ………………………….35

3.3. Компоновка ригеля ……………………………………………..……….36

3.4. Компоновка связей между колоннами ………………………………….36

3.5. Компоновка связей по покрытию ……………………………………….37

3.6. Компоновка торцового фахверка ………………………………………38

4. Определение расчетных усилий в стойке рамы ……………………….39

4.1. Расчетная схема ………………………………………………………….39

4.2. Нагрузки на поперечную раму ………………………………………..39

4.2.1. Постоянные нагрузки ………………………………………………40

4.2.2. Снеговая нагрузка ………………………………………………….41

4.2.3. Крановые нагрузки …………………………………………………42

4.2.4. Ветровые наерузки ………………………………………………….43

4.3. Статический расчет рамы ……………………………………………..44

5. Расчет фермы покрытия ………………………………………………46

5.1. Определение расчетной нагрузки усилий в стержнях фермы……..46

5.2. Подбор сечений стержней ……………………………………………47

5.3. Расчет и конструирование узлов фермы из парных уголков …….49

Литература ……………………………………………………………51

Приложение 1. Параметры мостовых кранов ………………… .....52

Приложение 2. Районирование городов Дальнего Востока … 54

Приложение 3. Сумма ординат линии влияния опорной

реакции разрезной подкрановой балки……………………… … 54