Расчёт фермы с использованием ПК «Полюс» по первому сочетанию нагрузок
Все нагрузки считаем приложенными к верхнему поясу фермы. Расчетная нагрузка в промежуточных узлах по верхнему поясу фермы зависит от сочетания:
Сочетание №1 (постоянная и снеговая нагрузка по всей длине фермы):
Р1 = Р5 = = (0,568+2,72+0,255) ∙ 3 ∙ 0,5 ∙6,83 = 45,86 кН
Р2 = Р4 = =(0,568+2,72+0,255) ∙ 3 ∙ 0,5 ∙ (7,52+6,83)= 76,26 кН
Р3= = (0,568+2,72+0,255) ∙ 3 ∙7,52 = 79,93 кН
Рисунок 8 – Схема первого загружения
Рисунок 9 – Эпюры продольных усилий
Рисунок 10 – Результаты расчета первого загружения
Расчёт фермы с использованием ПК «Полюс» по второму сочетанию нагрузок
Сочетание №2 (вес покрытия фермы + снеговая нагрузка на половине пролета фермы):
Р1 = = (0,568+2,72+0,255) ∙ 3 ∙ 0,5 ∙6,83 = 45,86 кН
Р2 = =(0,568+2,72+0,255) ∙ 3 ∙ 0,5 ∙ (7,52+6,83)= 76,26 кН
Р3= = (0,568+2,72/2+0,255) ∙ 3 ∙7,52 = 49,25 кН
Р4 = =(0,568+0,255) ∙ 3 ∙ 0,5 ∙ (7,52+6,83)= 17,72 кН
Р5 = = (0,568+0,255) ∙ 3 ∙ 0,5 ∙6,83 = 8,843 кН
Рисунок 11 – Схема первого загружения
Рисунок 12 – Эпюры продольных усилий
Рисунок 13 – Результаты второго загружения
Анализ результатов вычислений
Анализ результатов приведён в таблице 2.
Таблица 2 – Анализ результатов расчёта
Элемент
|
1 загружение , кН
|
2 загружение, кН
|
Максимальное усилие, кН
|
Верхний пояс
|
|
|
5
|
-265,1
|
-198,4
|
-265,1
|
6
|
-246,8
|
-152,1
|
-246,8
|
7
|
-246,8
|
-152,1
|
-246,8
|
14
|
-263,9
|
-127,8
|
-263,9
|
Нижний пояс
|
|
|
1
|
238,03
|
178,1
|
238,03
|
2
|
238,03
|
178,1
|
238,03
|
3
|
237,0
|
114,7
|
237,0
|
4
|
237,0
|
114,7
|
237,0
|
Раскосы
|
|
|
|
12
|
7,7
|
39,0
|
39,0
|
13
|
6,5
|
-30,4
|
-30,4
|
R
|
162,1
|
132,8
|
162,1
|
Стойки
|
9
|
0,5
|
0,4
|
0,5
|
10
|
-5,3
|
-3,3
|
-5,3
|
11
|
-0,5
|
-0,3
|
-0,5
|
Верхний пояс фермы
Определяем внеузловую нагрузку от плит покрытия по формуле:
где lпр=1,1 м – ширина панели покрытия;
α1 – угол наклона верхнего пояса к горизонту;
B=3 м – длинна панели покрытия (шаг несущих конструкций).
Подставляем значения в формулу :
P 2,72 0,8231,1 3 cos(34,82) 4,8 кН .
2
Расчётную погонную нагрузку определяем по формуле:
q q р S р q р cos
Подставляем значения в формулу :
q 2,72 0,823cos(34,82) 2,91 кН / м.
Стрела подъёма кривой определяется по формуле:
Подставляем значения в формулу :
Момент от прогиба опрёеделяем по формуле:
где N1= 265,1 кН – максимальное усилие в верхнем поясе. Подставляем значения:
М 265,1 0,29 76,88 кНм.
Момент от расчётной погонной нагрузки определяется по формуле:
Подставляем значения в формулу:
Расчётный момент определяется по формуле:
М расч М М 0
Подставляем значения в формулу (68):
М расч 76,88 21,19 55,69 кНм.
Требуемый момент сопротивления определяется по формуле:
где Rи – расчётное сопротивление изгибу, определяется по таблице 3 [3].
Требуемая высота сечения определяется по формуле:
где b=19 см – ширина пояса (с учётом острожки);
Принимаем высоту сечения 46,2 см состоящий из досок размерами 42 х 190 мм (с учётом острожки) в количестве 11 штук. Площадь сечения верхнего пояса будет равна Fв=877,8 см2. Определяем расчётный момент сопротивления сечения по формуле:
Определяем гибкость верхнего пояса относительно оси x и y по формулам:
Подставляем значения:
Коэффициент изгиба относительно оси х и у определяем по формулам:
Подставляем значения:
Т.к. верхний пояс работает на сжатие с изгибом, то напряжение определяем по формуле:
где ξ – коэффициент, определяемый по формуле:
где Rс=14,26 МПа – расчётное сопротивление сжатию, определяется по таблице 3.
Подставляем значения в формулу :
Находим σ:
Проверяем условие неравества:
1,15 кН/см2 < кН/см2 – условие выполнятся, прочность обеспечена.
Устойчивость плоской формы изгиба определяется из условия в формуле:
где n=2 – показатель степени для элементов без закреплений растянутой зоны в плоскости деформирования;
φм – коэффициент, определяемый по формуле:
Подставляем значения в формулу:
Проверяем устойчивость плоской формы изгиба:
0,98 < 1 – условие выполняется, устойчивость обеспечена.
Верхний пояс сечением 190 мм х 462 мм (рисунок 14).
Рисунок 14 – Сечение верхнего пояса
3.8 Нижний пояс
Максимальное усилие в нижнем поясе по таблице 2 равно N2=238,03 кН. Пояс проектируем металлическим из двух равнополочных уголков. Требуемую площадь сечения находим по формуле:
где Rу=25 кН/см2 – расчётное сопротивление стали растяжению, для стали С255.
Подставляем значения в формулу :
Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 63х63х4 ГОСТ 8509-93 общей площадью Fс=9,92 см2 что больше требуемого, радиус инерции одного уголка i=1,95 см. Проверяем гибкость нижнего пояса по формуле:
;
,условие выполняется ,гибкость обеспечена.
Совместная работа уголков нижнего пояса обеспечивается фасонками.
Принимаем фасонку с размерами 50х120х6.
Для растянутых элементов шаг фасонок:
Так как длина одной панели нижнего пояса равна 752 см, то удобно принять шаг фасонок 752/4=188см
Принимаем шаг фасонок 180см.
Рисунок 15 – Сечение нижнего пояса.
Достарыңызбен бөлісу: |