Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Государственное бюджетное образовательное учреждение Саратовской области среднего профессионального образования
«Саратовский архитектурно-строительный колледж»
Методическая разработка по учебной дисциплине
«Проектирование строительных конструкций»
Рабочая тетрадь
по выполнению расчетно-графической работы
«Расчет узла стропильной металлической фермы»
Саратов 2012
Составитель: Огольцова Е.Г. Рассмотрено и одобрено
Зам. директора по учебной работе на заседании методического
ГБО СПО САСК Совета ГБО СПО САСК
О.И. Муравьёва протокол №
Методист колледжа
Ботова И.И.
Рецензент: заместитель директора, начальник отдела экспертизы проектной документации ГАУ «Саратовский региональный центр экспертизы в строительстве»
Назаров А.К.
Рабочая тетрадь составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта СПО по специальности 270802 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений и программой дисциплины «Проектирование строительных конструкций» и используется на уроках совместно с методическими рекомендациями по выполнению расчетно-графической работы по теме «Расчет узла стропильной фермы».
Рабочая тетрадь предусматривает продуктивную работу студентов как на учебных занятиях, так и для внеаудиторной работы.
Министерство образования Саратовской области
Государственное бюджетное образовательное
учреждение Саратовской области среднего профессионального образования
“CАРАТОВСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ”
Специальность 270802 «Строительство и эксплуатация
зданий и сооружений»
Расчетно-графическая работа №
по дисциплине «Основы проектирования строительных конструкций»
Тема: «Расчет узла стропильной фермы»
Выполнил: студент Проверил: преподаватель
_________________
Группа ___________ __________________
Подпись __________ Подпись __________
Дата _____________ Дата______________
Саратов 201
I. Исходные данные.
Требуется подобрать сечения стержней и сконструировать узел стропильной фермы по следующим данным:
Усилия в стержнях N1 = кН, N2 = кН, N3 = кН, N4 = кН, N5 = кН, геометрическая длина стержней l1 = м, l2 = l4 = м, l3 = м, l5 = м.
Ферма изготавливается из стали марки Вст3пс6-2 при толщине фасонного проката 4 – 20 мм, расчетное сопротивление стали Ry = 270 МПа = 27 кН/см2.
Крепление стержней к фасонке выполняется ручной электродуговой сваркой электродами Э42.
Расчетное сопротивление угловых швов по металлу шва Rwf = 180 МПа = 18 кН/см2, коэффициент условий работы стержней γс = 0,90.
II. Подбор сечений стержней.
По максимальному усилию в узле N = кН принимаем толщину фасонки t = мм.
1. Рассчитываем сечение нижнего пояса
Усилие N = кН.
Требуемую площадь сечения определяем по формуле:
(1)
Атр= (см2)
По сортаменту принимаем 2 ∟
Фактическая площадь сечения 2× = см2,
радиусы инерции ix = см, iy = см; расстояние Z0 = см.
Проверяем гибкость нижнего пояса:
λх = lxef / ix = ≤ λlim =400
λy = lyef / iy = ≤ λlim =400
Условие удовлетворяется, гибкость в допустимых пределах.
Стержень нижнего пояса принимается из такого же профиля уголков, удовлетворяющих требованиям гибкости (λ<λlim = 400).
2. Растянутый стержень 2
Усилие N2 = кН, длина l2 = м.
Определяем требуемую площадь сечения стержня по формуле:
Атр= (см2)
По сортаменту принимаем 2 ∟ с фактической площадью сечения
3. Сжатая стойка 3
Усилие N3 = кН, длина l3 = м.
Коэффициент условий работы стержней γс = 0,8.
Определяем расчетную длину стержня:
lxef = 0,8×l =
Задаемся коэффициентом продольного изгиба φ = 0,14.
Требуемую площадь сечения определяем по формуле
Атр= (см2)
По сортаменту принимаем 2 ∟ , фактическая площадь сечения Аf = 2× = =38,4см2 , радиусы инерции ix = см, iy = см,
Z0 =
Гибкость стержня определяем по формуле:
λх = lxef / ix = ≤ λlim =150
λy = lyef / iy = ≤ λlim =150
По большей гибкости (λх) по таблице, интерполируя, принимаем φ = 0, .
Проверку напряжений производим по формуле:
σ =
Условие устойчивости удовлетворяется. Окончательно принимаем 2 ∟
4. Стержень 4.
N4 = кН, длина l4 = м.
Расчетные длины стержней определяем по формулам:
lxef = 0,8×l =
lyef = l =
Принимаем φ = 0,
Определяем требуемую площадь сечения стержня по формуле:
Атр= (см2)
По сортаменту принимаем 2 ∟ с характеристиками Аf = 2× = см2 , радиусы инерции ix = см, iy = см. Z0 =
Определяем гибкость стержня:
λх = lxef / ix = ≤ λlim =150
λy = lyef / iy = ≤ λlim =150
По большей гибкости φ = 0,
Проверка напряжений:
σ =
Условие устойчивости удовлетворяется.
III. Расчет узла фермы.
Стержни крепятся к фасонке ручной электродуговой сваркой электродами Э42. расчетное сопротивление угловых сварных швов по металлу шва Rwf = 180 МПа = 18 кН/см2 , коэффициент условий работы растянутых стержней γс = 0,90, сжатых γс = 0,80, коэффициент βf = 0,7 – для ручной сварки.
расчетное усилие N2 = кН, сечение из 2 ∟
Усилие, приходящееся на один уголок, определяем по формуле:
N´2 = N2 /2=
при этом усилие на обушок
Nb = 0,7× N´2 =
усилие на перо
Nb = 0,3× N´2 =
При толщине полки уголка t = мм принимаем катет углового шва по обушку Kf,b = t = мм, по перу Kf,p = t – 1 =
Длину сварных швов определяем по формуле:
по обушку
lw,b =
по перу
lw,p =
усилие N3 = кН, сечение 2 ∟ , γс = 0,8.
Усилие на один уголок
N´3 = N3 /2=
Усилие на швы:
по обушку
Nb = 0,7× N´3 =
по перу
Nb = 0,3× N´3 =
Катеты угловых швов по обушку Kf,b = 5мм, по перу Kf,p = 4мм.
Длину сварных швов определяем по формуле:
по обушку
lw,b =
по перу
lw,p =
усилие N4 = кН, сечение 2 ∟ , γс = 0,8.
Усилие на один уголок
N´4 = N4 /2=
Усилие на швы:
по обушку
Nb = 0,7× N´4 =
по перу
Nb = 0,3× N´4 =
Катеты угловых швов по обушку Kf,b = 7мм, по перу Kf,p = 7 – 2 = 5мм.
Длину сварных швов определяем по формуле:
по обушку
lw,b =
по перу
lw,p =
усилия N1 = кН, N5 = кН.
Сварные швы, прикрепляющие пояс к фасонке, рассчитываем на усилие:
Nf = N5 – N1 =
Усилие на один уголок N´f = /2 = кН.
Определяем усилия на швы:
по обушку
Nb = 0,7× N´4 =
по перу
Nb = 0,3× N´4 =
Разместив швы стержней на фасонке, конструктивно (графически) принимаем длину фасонки см.
Расчетную длину шва по обушку принимаем lwb = мм, тогда толщина сварного шва по формуле:
Kw,b =
Что меньше минимальной толщины шва 4мм.
Принимаем толщину швов по обушку Kf,b = 5мм, по перу Kf,p = 4мм.
Определяем длину сварных швов:
по обушку
lw,b =
по перу
lw,p =
Швы нижнего пояса принимаем прерывистыми.
N5
4
N3
N2
N1
4
3
2
5
1