Расчет и проектирование производственного здания
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
те пролет цеха L = 18
.1 Сбор нагрузок на ферму
Нагрузка от покрытия (за исключением веса фонаря) определяется по формуле:
gкр1= (gкр - n gфон) ?н * = (1,59 кН/м2 - 1,050,15 кН/м2)0,95 = 6,36 кН/м2,
где
g кр = 1,45 кН/м2 - расчетная распределенная по площади нагрузка от покрытия (см. табл.1);
n = 1,05 - коэффициент перегрузки n = 1,05;
gфон = 0,15 кН/м2 - распределенная нагрузка от фонаря;
?н * = 0,95 - коэффициент условий работы.
Вес фонаря, в отличие от методики расчета рамы, здесь учитываем в местах фактического опирания фонаря на ферму. Вес каркаса фонаря на единицу площади горизонтальной проекции фонаря равен:
gфон1 = 0,1 кН/м2. Вес бортовой стенки и остекления на единицу длины стенки:
gб.ст = 2 кН/м.
Узловые силы:
F1 = F2 = gкр1 Вd = 1,28 кН/м26 м3 м = 21,1 кН ? 22,
где
В - шаг ферм;
d - длина панели фермы (расстояние между силами).
F2 = F3 = gкр1 В d + (gфон1 В0,5d + gб.ст В)?н = 1,28 кН/м26 м 3
м + (0,1 кН/м2 м0,53 м + 2 кН/м6 м)0,95 =36,15 кН
Опорные реакции:
FAg=F1 + F2 + F3 + F4 = 22+36,15= 58,15 кН.
Снеговая нагрузка
Расчетная нагрузка:
р = ро n с ?н = 1,2 кН/м2 1,45 0,95 с = 1,653 с кН/м2,
где
ро = 0,5 кН/м (нормативная снеговая нагрузка для г. Махачкалы по старой редакции СНиП);
n = 1,4 - коэффициент перегрузки.
По новой редакции СНиП р р = 1,2 кПа - расчетная снеговая нагрузка, см. приложение
Узловые силы:
-й вариант снеговой нагрузки
F1p = F2p = p В d с = 1,6 кН/м2 6 м 3 м 1,13 = 27,8 кН ? 28 кН,
где
F2p = p B d (c1 + c2) = 1,6кН/м2 6м 3м (0,8 + 1,13) / 2 = 27,8 кН ?
кН,
Опорные реакции:
Fap = F1p + F2P = 28 кН + 28 кН =56 кН.
-й вариант снеговой
F1p 1 = p B d = 1,653 кН/м2 6 м 3 м2,63= 12 кН,
F1p1 = p B d с3 = 0,67 кН/м2 6 м 3 м 2,6 = 31,16 кН ? 31 кН,
F2p1 = F3p1= 0,
Опорные реакции:
на левой опоре
на правой опоре
FОП1 - 74,2 + 75.7 + 57,6 = 59,1кН
Определение усилий в стержнях фермы
Усилия в стержнях фермы определяем методом вырезания узлов, раздельно для каждой нагрузки. Для симметричных нагрузок.
? Fx = 0, N в1-1•cos? = 0;
N в1-1= 0;
? Ан = 0б - Т + Т в1-1 ышт?=0ж
N=0.
? Fx = 0, N 12•cos? + N 2n = 0;
? Fy = 0, 58,2+ N 12 sin?=0;12 = -;.
? Fy = 0, -22-N 12•sin? - N23.sin? = 0;23 = ;
? Fx = 0, -N 12.cos?+N23*sin?+ N23 =0;
N 34 =N в3-4 =115.5кН;
N в2-3 =N в3-4 =115.5кН;
? Fy = 0, N 34 + N45.соs? + N 23 соs? = 0;
N 45 = ;
? Fx = 0, -N 2n -N23 * sin?+ N45 sin?+ N5n=0;
-N 5n -N2n + N23 sin? - N45 sin? =66.1+61.2*sin54-0.39*sin54=115.4кН;
От снеговой нагрузки 1-й вариант
? Fy = 0, 56,6 + N12.sin? = 0;
N 12 = ;
? Fx = 0, -N 12 * cos?+ N24 =0;
N24 =85.6*cos?=64.3кН;
? Fy = 0, - N12.sin? -28.8- N23 sin? = 0;
N 23 = ;
? Fx = 0, -N 12 - cos?+ N23 cos?+ NB2-1 =0;
NB2-3 = N 12 *cos?-N 23 cos?=-102.2кН;
? Fy = 0, N34 = 27,8кН;
N В2-3 = N В3-4=-102,2кН;
? Fy = 0, N2-3.sin36 + N34 + N45 sin36= 0;
N 45 = ;
? Fx = 0, -N 2n - N23 cos36+ N45=0;
N5n = 64.3+47cos36-0.09 cos36=102.2кН;
от снеговой нагрузки 2-й вариант
? Fy = 0, 74.2 + N12.sin? = 0;
N 12 = ;
? Fx = 0, -N 12 * cos?+ N24 =0;
N24 =112.3*cos41=84.3кН;
? Fy = 0, - N23.sin36 -N12 sin41-39.8 = 0;
N 23 = ;
? Fx = 0, -N 12 * cos41+ N23 cos36+ NB2-1 =0;
NB2-3 = -112.3 *cos41-58.2cos36=-131.2кН;
? Fy = 0, N34 = -38кН; В2-3 = N В3-4=-131.2кН;
? Fy = 0, N2-3.sin36 + N34 + N45 sin36= 0;
N 45 = ;
? Fx = 0, -N 2n - N23 cos36+ N45 cos36 N 5n =0;
N5n = N2n+N2ncos36- N 45 cos36
.3+58.2*cos36+6*cos36=136.1кН
N12=;2n =102.8*cos41=77.2кН;23=sin36-35.5-N12*sin41=023 =;
NB2-3 - N23 cos36 = 0кНB2-3 = -54.8cos36=-44.2кН
N45*sin36+N34+ N23*sin36=045 =;34 =-28.8кНв 23 = N34 =-44,2кН*h=M=1кНм
F=1/h=1/2=0.4545 B1-1=-0.4545
N12.sin41-0,057 = 0;
N 12 = ;
,4545+0,0865 *cos41+ N2n =0;
N2n = +0.3896кН;
-0.0865*sin41- N34 sin36=0
N34 =
.4545-0.0865*cos41-0.0966*cos36+ NB2-3=0B2-3 =-0.31168кН
NВ3-4 =0,31168кН34=034* sin36+N45 sin36=0
N34= N45 =0.0966
N34* cos36- N24 + N45* cos36+ N5n =05n =-0.0966 cos36+0.38961-0.0966 cos36=0.233812 sin41+0.0571=012=
N2n - N12 cos41=0.065кН12 sin41- N23 sin36=023=
NB2-3=-N23 cos36=0B2-3 =-N23*cos36=-0.078
N45 cos36- N5n + N23 cos36+ N2n =045=
Усилия в стержнях от снеговой нагрузки
1-й вариант2-й вариант1-ая половина2-ая половинаNв1-1 =000N1-2= - 83.6 кН.- 112,3 кН-198 кНN2n= 64.3 кН84,3 кН-198 кНN 2-3 = 47kH58,2 кН-199 кНNв2-3 = -102.2 кН-131,2кН-199 кНN3-4= -27.8 кН-38 кН214 кНNв2-3= -102,2 кН-131,2 кН189 кНNв3-4 = - 102,2 кН-131,2 кН-196 кНN4-5 = 0,01 кН-29,8 кН-6,1 кНN5-6= 102,2 кН136,1 кН136,1 кН
Для определения усилий от опорных моментов удобно найти усилия в стержнях фермы от единичного момента, приложенного к левой опоре. Зеркальное отображение этих усилий дает значения усилий в стержнях фермы от единичного момента, приложенного к правой опоре. Усилия от единичных моментов умножаются на соответствующие значения моментов и суммируются. Для расчета единичный момент заменяется парой сил с плечом, равным расчетной высоте фермы на опоре:
F•h = М = 1 кН•м;
F= 1 / h = 1 / 3,13 = 0,317 кН;
Подбор сечений сжатых стержней фермы.
Верхний пояс
стержень В2 - 3. усилие N = - 246,7 кН;
l = 3 м;
?х = 1,х-х - в плоскости фермы;
?y = 1,у-у - из плоскости фермы.
Расчетное сопротивление стали:= 240 МПа = 24 кН/см2, марка стали ВСт 3пс5-1; коэффициент условий работы стержня ? = 0,95;
Расчетные длины стержня:
ох = ?х•l;оу = ?y•l,
где
l ох - расчетная длина стержня в плоскости фермы;
l оу - расчетная длина стержня из плоскости фермы;
для рассматриваемой фермы
ох = l оу = 1•3,02 м = 3,02 м.
Задаемся гибкостью ? = 70, по прилож. определяем коэффициент продольного изгиба ? = 0,754. Тогда требуемая площадь сечения
Атр ? N / (?•R•?) = 246,7 кН / (0,754•0,95•24 кН/см2) = 14,35 см2;
соответствующие радиусы инерции
х = i y = l ox / ? = l оу / ? = 300 см / 70 = 4,3 см.
Принимаем два уголка 90*56*6, по ТУ 36-2287-80),
А = 17,08см2,i х = i y = 4,49 см.
Определим наибольшую гибкость стержня относительно оси х-х и у-у:
? х = ? у = l ох / i х = l оу / i у = 300 см / 4,49 см = 6