Пример: Подобрать сечение и сконструировать элемент стальной стропильной фермы на сжатие
Подбор сечения стержней стальной фермы.
Практическая работа №13
Цель работы:
- подобрать поперечные сечения стержней фермы.
В результате выполнения практического занятия студент должен
- знать: основные формулы расчета элементов стальной стропильной фермы;
- уметь: работать со СНиПом для определения расчетного сопротивления стали;
- определять расчетные длины в плоскости фермы;
- определять требуемую площадь сечения фермы;
- проверять принятые сечения.
Исходные данные:
Подобрать сечение стержня решетки фермы. На стержень действует сжимающее усилие.
| № варианта | Класс стали | Толщина фасонки, t, мм | Нагрузка N, кН | Геометрическая длина стержня, l, мм | Предельная гибкость | |
| С235 | 210-60·α | 0,9 | ||||
| С245 | 0,95 | |||||
| С275 | 0,8 | |||||
| С285 | 0,9 | |||||
| С345 | 0,95 | |||||
| С375 | 0,8 | |||||
| С235 | 0,9 | |||||
| С245 | 0,95 | |||||
| С275 | 0,8 | |||||
| С285 | 0,9 | |||||
| С345 | 0,95 | |||||
| С375 | 0,8 | |||||
| С235 | 0,9 | |||||
| С245 | 0,95 | |||||
| С275 | 0,8 | |||||
| С285 | 0,9 | |||||
| С345 | 0,95 | |||||
| С375 | 0,8 | |||||
| С235 | 0,9 | |||||
| С245 | 0,95 | |||||
| С275 | 0,8 | |||||
| С285 | 0,9 | |||||
| С345 | 0,95 | |||||
| С375 | 0,8 | |||||
| С235 | 0,9 | |||||
| С245 | 0,95 | |||||
| С275 | 0,8 | |||||
| С285 | 0,9 | |||||
| С345 | 0,95 | |||||
| С375 | 0,8 | |||||
| С235 | 0,9 | |||||
| С245 | 0,8 | |||||
| С345 | 0,95 |
Порядок выполнения практической работы:
1. Определить расчетное сопротивление стали, Rу (9, стр. 64, табл. 51)
2. Определить расчетные длины стержня (9, стр. 19, табл. 11)
2.1. В плоскости фермы (9, стр. 19, табл. 11 п. 1а)
2.2. Перпендикулярно плоскости фермы (9, стр. 19, табл. 11 п. 2а)
3. Определить площадь сечения фермы
, (см2)
где: – нагрузка на стержень фермы, кН
- расчетное сопротивление стали, кН/см2, (9, стр. 64, табл. 51)
- коэффициент условий работы
- коэффициент продольного изгиба, зависящий от условной гибкости
,
- гибкость 60-100
- расчетное сопротивление стали, кН/см2, (9, стр. 64, табл. 51)
Е – модуль упругости стали, МПа; Е= 2.06 ·105 МПа
Зная условную гибкость определяем коэффициент продольного изгиба (Приложение О)
4. Определить требуемые радиусы инерции
, см
, см
где: - расчетная длина стержня в плоскость фермы, см
- расчетная длина стержня перпендикулярно плоскости фермы, см
- гибкость
5. По сортаменту подбираем уголки, по трем параметрам: ; ; . (Приложение П)
6. Проверить принятое сечение
6.1. Определить гибкость
,
,
где: - расчетная длина стержня в плоскость фермы, см
- расчетная длина стержня перпендикулярно плоскости фермы, см
– радиусы инерции по оси х и по оси у
6.2. Определить условную гибкость по максимальному значению гибкости
,
Зная условную гибкость определяем коэффициент продольного изгиба (Приложение О)
6.3. Определить значение коэффициента α
,
где: – нагрузка на стержень фермы, кН
- расчетное сопротивление стали, кН/см2, (9, стр. 64, табл. 51)
- коэффициент условий работы
- коэффициент продольного изгиба
- площадь сечения стержня фермы (из 2-х уголков).
6.4. Определить предельную гибкость
Проверить условие <
6.5. Проверить устойчивость
<
где: – нагрузка на стержень фермы, кН
- коэффициент продольного изгиба
- площадь сечения стержня фермы (из 2-х уголков).
Исходные данные:
N=359 кН; =0,8; l = 4520 мм; ; t=10 мм; С345.
1. Определить расчетное сопротивление стали, Rу =335 МПа = 33,5 кН/см2 (9, стр. 64, табл. 51)
2. Определить расчетные длины стержня (9, стр. 19, табл. 11)
2.1. В плоскости фермы (9, стр. 19, табл. 11 п. 1а)
l
4520 = 3616 мм
2.2. Перпендикулярно плоскости фермы (9, стр. 19, табл. 11 п. 2а)
l
4520 мм
3. Определить площадь сечения фермы
, (см2)
,
= 4,0
- гибкость 60-100
Е – модуль упругости стали, МПа; Е= 2.06 ·105 МПа
Зная условную гибкость определяем коэффициент продольного изгиба (Приложение О) φ = 0,401
= 33,4 см2
4. Определить требуемые радиусы инерции
, см
, см
= 3,62 см
= 4,52см
5. По сортаменту подбираем уголки, по трем параметрам: ; ; . (Приложение П) /2 = 33,4/2 = 16,7 см2
2∟125х125х8
= 19,69 см2
= 3,87 см
= 5,46 см
6. Проверить принятое сечение
1.1. Определить гибкость
,
,
= 93,4
= 82,8
1.2. Определить условную гибкость по максимальному значению гибкости
,
= 3,8
Зная условную гибкость определяем коэффициент продольного изгиба (Приложение О) φ = 0,430
1.3. Определить значение коэффициента α
,
= 0,8
1.4. Определить предельную гибкость
= 162
Проверить условие <
<
1.5. Проверить устойчивость
<
<
21,2 < 26,8 кН/см2
Условие выполняется.
Конструируем элементы фермы.
| 2∟125х125х8 |
Контрольные вопросы:
1. Виды сечения стержней стальных ферм.
2. Предельная гибкость для растянутых стержней фермы.
3. Как должны быть обращены обушки уголка в нижнем и верхнем поясах?
4. От чего зависит толщина фасонки фермы?