Реферат: Проектирование каркаса одноэтажного здания

--PAGE_BREAK--P = gн* Po * C * B*gt= 0,95 * 1,26 * 1 * 6*1.43 = 10.27 кН/м,


где    gн= 0,95– коэффициент надежности по нагрузке; С = 1 – коэффициент, зависящий от очертания кровли и учитывающий степень удерживаемости снега на крыше здания;       Po – расчетная снеговая нагрузка на 1м2 поверхности земли (для 3 снегового района строительства Po=1.26 Кн/м2)

В – ширина грузовой площади, равная шагу колонны, В=6 м.

gt – коэффициент надежности по снеговой нагрузке равный 1.43;
<img width=«161» height=«115» src=«ref-1_1520066202-1706.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">

Рис.5 Расчетная схема приложения снеговой загрузки


3. Ветровая нагрузка

Рассмотрим действие ветра на здание с левой стороны.

Эквивалентная ветровая нагрузка, действующая:

— с наветренной стороны:
q= gf*gн* qo* Cx* Kп* B= 1,4 *0,95* 0,30 * 0,8 * 0,678 * 6 = 1,3 кН/м
-                     с заветренной стороны:
q’ = gf* gн* qo * C’x * Kп * B = 1,4 *0,95* 0,30 * 0,6 * 0,678 * 6 = 0.97 кН/м,
где    gf= 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке

gн = 0,95 – коэффициент надежности по назначению

qo = 0,30 кН/м2 – скоростной напор (для 2 ветрового района строительства)

Сх = 0,8 и С’х = 0,6 – аэродинамический коэффициент

Кп = 0,678 – коэффициент, изменения скоростного напора ветра по высоте, зависящий не только от высоты, но и от типа местности.
hоп=hф + hкр.пок .+ hпар= 3,15 + 0,4 + 0,4 = 3,95 м
Ветровая нагрузка, действующая на здание выше оси ригеля рамы:
W = gf*gн* qo * Cx * Kho*ho * B = 1,4*0,95*0,30*0,8*0,728*3.95*6 = 5.49 кН

W’ = gf*gн* qo * Cx ‘* Kho*ho * B = 1,4*0,95*0,30*0,6*0,728*3.95*6 = 4.15 кН


Кho = 0,728 –коэффициент, изменения скоростного напора ветра по высоте, зависящий не только от высоты, но и от типа местности для высоты ho



ho=H + hоп/2 = 11.9 + 3,95/2 = 13.875 м
3. Определение расчетных усилий в стержнях фермы
Фактические узловые нагрузки:

-                     постоянная

G = q * d = 7,95 * 3 = 23,85 кН
-                     снеговая нагрузка
P = p * d = 10.27 * 3 = 30.81 кН
Усилие в стержнях фермы определяем в табличной форме Таблица № 2 Усилие в стержнях фермы
Наименование

Обозначение

Единичное усилие в кН

Ng

Np

N = Ng + Np

элемента

стержней

с двух сторон

слева

справа

1

2

3

4

5

6

7

8

Верхний пояс

В1

0

0

0

0,00

0,00

0,00

В2

-9,524

-6,667

-2,857

-227,15

-195,43

-422,58

В3

-9,524

-6,667

-2,857

-227,15

-195,43

-422,58

В4

-15,238

-9,524

-5,714

-363,43

-312,68

-676,11

В5

-15,238

-9,524

-5,714

-363,43

-312,68

-676,11

В6

-17,143

-8,571

-8,571

-408,86

-351,77

-760,63

Нижний пояс

Н1

5,238

3,81

1,429

124,93

107,48

232,41

Н2

12,857

8,571

4,286

306,64

263,83

570,47

Н3

16,667

9,524

7,143

397,51

342,01

739,51

Раскосы

Р1

-7,595

-5,524

-2,071

-181,14

-155,85

-336,99

Р2

6,214

4,143

2,071

148,20

127,51

275,72

Р3

-4,833

-2,762

-2,071

-115,27

-99,17

-214,44

Р4

3,452

1,381

2,071

82,33

70,84

153,17

Р5

-2,071

0

-2,071

-49,39

-42,50

-91,89

Р6

0,690476

-1,381

2,071

16,47

-28,34

-11,87

42,50

58,96

Стойки

С1

-0,5

-0,5

0

-11,93

-10,26

-22,19

С2

-1

-1

0

-23,85

-20,52

-44,37

С3

-1

-1

0

-23,85

-20,52

-44,37

С4

-1

-0,5

-0,5

-23,85

-20,52

-44,37




а). Верхний пояс lx = d = 3 м
ly = 2 * d = 6 м

б). Нижний пояс lx = a = 6 м
ly= a = 6 м

в). Промежуточные раскосы и стойки lx = 0,8*a = 4,8 м
ly= a = 6 м

г). Опорный раскос lx = a = 6 м
ly= a = 6 м


При проектировании ферм со стержнями из парных уголков необходимо знать расстояние между уголками, которое определяется толщиной фасонки δф. Толщина фасонок во всех узлах принимают одинаковой и принимают в зависимости от усилия в опорном раскосе.
δф = 10 мм.


Требуемую площадь поперечного сечения для сжатых стержней определяют по формуле:
<img width=«116» height=«47» src=«ref-1_1520067908-308.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">


где N- расчетное сжимающее усилие в стержне

Ry = 24,5 кН/см2– расчетное сопротивление по пределу текучести выбранной марки стали

φ — коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости стержня λ (для поясов ферм λ=80-100, для решетки λ = 100-130)

γc = 1 (кроме промежуточных раскосов и стоек γc = 0,8) – коэффициент условий работы

Верхний пояс: максимальное усилие N = -760,63кН, φ=0,686
<img width=«215» height=«44» src=«ref-1_1520068216-519.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">
Принимаем уголок неравнополочный 160*100*9 мм А= 45,8 см2, ix=2,88 см, iy=7,67 см

Определение гибкости:
<img width=«228» height=«47» src=«ref-1_1520068735-522.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034"> <img width=«226» height=«49» src=«ref-1_1520069257-532.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

<img width=«117» height=«24» src=«ref-1_1520069789-235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> 

<img width=«312» height=«44» src=«ref-1_1520070024-675.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">
Принимаем уголок неравнополочный 160*100*10 мм А= 50,6 см2, ix=2,86 см, iy=7,69 см


Определение гибкости:
<img width=«232» height=«47» src=«ref-1_1520070699-534.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038"> <img width=«226» height=«49» src=«ref-1_1520071233-524.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

<img width=«116» height=«24» src=«ref-1_1520071757-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040"> 

<img width=«312» height=«44» src=«ref-1_1520071989-680.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">
Принимаем уголок неравнополочный 160*100*12 мм А= 60,0 см2, ix=2,86 см, iy=7,75 см

Определение гибкости:
<img width=«228» height=«47» src=«ref-1_1520072669-525.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042"> <img width=«227» height=«49» src=«ref-1_1520073194-529.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">

<img width=«116» height=«24» src=«ref-1_1520071757-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044"> 

<img width=«310» height=«44» src=«ref-1_1520073955-679.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">
Принимаем уголок неравнополочный 160*100*14 мм А= 69,4 см2, ix=2,84 см, iy=7,79 см

Определение гибкости:
<img width=«228» height=«47» src=«ref-1_1520074634-524.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046"> <img width=«227» height=«49» src=«ref-1_1520075158-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">

<img width=«117» height=«24» src=«ref-1_1520075689-237.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048"> 

<img width=«312» height=«44» src=«ref-1_1520075926-684.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">
Окончательно принимаем уголок неравнополочный 160*100*14 мм А= 69,4 см2, ix=2,84 см, iy=7,79 см


Нижний пояс: максимальное усилие N = 739,51кН
<img width=«166» height=«44» src=«ref-1_1520076610-433.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">
Принимаем уголок неравнополочный 125*80*8 мм А= 32,0 см2, ix=2,28 см, iy=6,06 см
Определение гибкости:
<img width=«231» height=«47» src=«ref-1_1520077043-530.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051"> <img width=«224» height=«49» src=«ref-1_1520077573-537.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052"> 

<img width=«261» height=«44» src=«ref-1_1520078110-559.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">
Окончательно принимаем уголок неравнополочный 125*80*8 мм А= 32,0 см2, ix=2,28 см, iy=6,06 см

Раскосы:

Опорный раскос 1: усилие N = -336,99кН, φ=0,419
<img width=«227» height=«44» src=«ref-1_1520078669-546.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
Принимаем уголок равнополочный125*9 мм А= 44,0 см2, ix=3,86 см, iy=5,49 см

Определение гибкости:
<img width=«228» height=«47» src=«ref-1_1520079215-528.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520079743-546.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">


Принимаем уголок равнополочный 180*12 мм А= 84,4 см2, ix=5,59 см, iy=7,77 см

Определение гибкости:
<img width=«228» height=«47» src=«ref-1_1520080289-527.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057"> <img width=«226» height=«49» src=«ref-1_1520080816-522.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">

<img width=«120» height=«24» src=«ref-1_1520081338-239.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059"> 

<img width=«378» height=«44» src=«ref-1_1520081577-791.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">


Раскос 2: усилие N = 275,72 кН
<img width=«181» height=«44» src=«ref-1_1520082368-452.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">
Принимаем уголок равнополочный 63*6 мм А= 14,6 см2, ix=1,93 см, iy=2,99 см

Определение гибкости:
<img width=«228» height=«47» src=«ref-1_1520082820-529.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062"> <img width=«234» height=«49» src=«ref-1_1520083349-549.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063"> 
Принимаем уголок равнополочный 110*8 мм А= 34,4 см2, ix=3,39 см, iy=4,87 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520083898-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520084429-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065"> 

<img width=«252» height=«44» src=«ref-1_1520084969-557.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">


Раскос 3: усилие N = -214,44 кН, φ=0,419
<img width=«226» height=«44» src=«ref-1_1520085526-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">
Принимаем уголок равнополочный 110*8 мм А= 34,4 см2, ix=3,39 см, iy=4,87 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520083898-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520084429-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069"> 

<img width=«120» height=«24» src=«ref-1_1520087137-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070"> 

<img width=«310» height=«44» src=«ref-1_1520087377-682.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">


Раскос 4: усилие N = 153,17 кН
<img width=«172» height=«44» src=«ref-1_1520088059-434.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">
Принимаем уголок равнополочный 50*4 мм А= 7,78 см2, ix=1,54 см, iy=2,43 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520088493-521.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520089014-546.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074"> 
Принимаем уголок равнополочный 110*8 мм А= 34,4 см2, ix=3,39 см, iy=4,87 см

Определение гибкости:


<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520083898-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520084429-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076"> 

<img width=«252» height=«44» src=«ref-1_1520090631-550.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">


Раскос 5: усилие N = -91,89 кН, φ=0,419
<img width=«224» height=«44» src=«ref-1_1520091181-523.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">
Принимаем уголок равнополочный 110*8 мм А= 34,4 см2, ix=3,39 см, iy=4,87 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520083898-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079"> <img width=«380» height=«41» src=«ref-1_1520092235-573.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080"> 

<img width=«120» height=«24» src=«ref-1_1520087137-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081"> 

<img width=«302» height=«44» src=«ref-1_1520093048-652.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">


Раскос 6: усилие N = -11,87 кН, φ=0,419
<img width=«218» height=«44» src=«ref-1_1520093700-511.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">

N = 58,96 кН

<img width=«172» height=«44» src=«ref-1_1520094211-439.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">


Принимаем уголок равнополочный 110*8 мм А= 34,4 см2, ix=3,39 см, iy=4,87 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520083898-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520084429-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086"> 

<img width=«240» height=«44» src=«ref-1_1520095721-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">


Стойки:

Стойка 1:усилие N = -22,19кН, φ=0,419
<img width=«215» height=«44» src=«ref-1_1520096252-504.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">
Принимаем уголок равнополочный 50*4 мм А= 7,78 см2, ix=1,54 см, iy=2,43 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520088493-521.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520089014-546.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">
Принимаем уголок равнополочный 110*8 мм А= 34,4 см2, ix=3,39 см, iy=4,87 см. Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520083898-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520084429-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092"> 

<img width=«120» height=«24» src=«ref-1_1520087137-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093"> 

<img width=«301» height=«44» src=«ref-1_1520099134-649.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">


Стойки 2 и 3:усилие N = -44,37кН, φ=0,419
<img width=«213» height=«44» src=«ref-1_1520099783-505.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">
Принимаем уголок равнополочный 50*4 мм А= 7,78 см2, ix=1,54 см, iy=2,43 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520088493-521.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520089014-546.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">
Принимаем уголок равнополочный 110*8 мм А= 34,4 см2, ix=3,39 см, iy=4,87 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520083898-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520084429-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099"> 

<img width=«120» height=«24» src=«ref-1_1520087137-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100"> 

<img width=«304» height=«44» src=«ref-1_1520102666-659.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">


Центральная стойка 4:усилие N = -44,37кН, φ=0,419
<img width=«213» height=«44» src=«ref-1_1520099783-505.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">
Принимаем уголок равнополочный 50*4 мм А= 7,78 см2, ix=1,54 см, iy=2,43 см

Определение гибкости:


<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520088493-521.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520089014-546.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">
Принимаем уголок равнополочный 110*8 мм А= 34,4 см2, ix=3,39 см, iy=4,87 см

Определение гибкости:
<img width=«227» height=«47» src=«ref-1_1520083898-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105"> <img width=«231» height=«49» src=«ref-1_1520084429-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106"> 

<img width=«120» height=«24» src=«ref-1_1520087137-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107"> 

<img width=«304» height=«44» src=«ref-1_1520102666-659.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">



Окончательный выбор сечений элементов фермы:



Стержень

Расчетные усилия, кН

Марка стали

Размеры сечения, мм

Площадь сечения, см2

Расчетная длина, см

Радиусы инерции, см

Гибкость

<img width=«17» height=«23» src=«ref-1_1520106867-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">

<img width=«16» height=«23» src=«ref-1_1520106966-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">

<img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1520107063-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">

<img width=«16» height=«23» src=«ref-1_1520107160-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">

<img width=«23» height=«23» src=«ref-1_1520107254-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">

<img width=«20» height=«23» src=«ref-1_1520107362-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">

Верхний пояс

В1

-760,63

С245

160*100*14

69,4

300

600

2,84

7,79

105,6

77,02

В2

-760,63

160*100*14

69,4

300

600

2,84

7,79

105,6

77,02

В3

-760,63

160*100*14

69,4

300

600

2,84

7,79

105,6

77,02

В4

-760,63

160*100*14

69,4

300

600

2,84

7,79

105,6

77,02

В5

-760,63

160*100*14

69,4

300

600

2,84

7,79

105,6

77,02

В6

-760,63

160*100*14

69,4

300

600

2,84

7,79

105,6

77,02

Нижний пояс

Н1

739,51

С245

125*80*8

32,0

600

600

2,28

6,06

263,2

99,01

Н2

739,51

125*80*8

32,0

600

600

2,28

6,06

263,2

99,01

Н3

739,51

125*80*8

32,0

600

600

2,28

6,06

263,2

99,01

Раскосы

Р1

-336,99

С245

180*12

84,4

600

600

5,59

7,77

107,3

77,22

Р2

275,72

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2

Р3

-214,44

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2

Р4

153,17

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2

Р5

-91,89

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2

Р6

58,96

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2

Стойки

С1

-22,19

С245

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2

С2

-44,37

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2

С3

-44,37

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2

С4

-44,37

110*8

34,4

480

600

3,39

4,87

141,6

123,2



    продолжение
--PAGE_BREAK--