Расчёт и конструирование плоской статически определимой фермы

Содержание 
 

Задание…………………………………………………………………………….3

1. Определение рациональных геометрических параметров фермы…………..5

2. Статический расчёт ведём методом вырезания узлов……………………….6

3. Определение линий влияния…………………………………………………10

4. Подбор сечений стержней фермы……………………………………………11

    _{4.1 Подбор сечений верхнего и нижнего поясов……………………………11}

    4.2 Подбор сечений элементов решётки фермы…………………………….15

5. Расчёт сварных и клепаных элементов……………………………………...23

6. Конструкции клепаного и сварного узлов…………………………………..28

Список литературы………………………………………………………………34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчёт  и конструирование  плоской статически определимой фермы

Задание.

     Задание выбирается по 3-м последним цифрам шифра зачётной книжки. Шифр 090441949.

     Для заданной фермы (рис.1) с размерами  и нагрузкой, выбранными из табл. I, требуется:

     определить  рациональную высоту фермы, число и  величину панелей (на схемах указан лишь тип решётки);

     аналитически  определить усилия от действия постоянной нагрузки во всех стержнях заданного  узла фермы;

     построить для тех же стержней линии влияния  и определить по ним максимальные и минимальные усилия от связанных  между собой двух сил (система  сил указана на рис.2);

     подобрать сечения стержней по найденным расчётным  усилиям;

     рассчитать  сварное и клепаное присоединения  стержней заданного узла к фасонке. Вычертить конструкции клепаного  и сварного узлов с указанием  сечений и стержней всех размеров.

Рисунок 1. Заданная ферма согласно варианту 
 

Исходные  данные

Таблица 1.

 

Рисунок 2. Заданная пара сил.

1.Определение рациональных геометрических параметров фермы

     Определить рациональную высоту фермы, число и величину панелей

     К пункту I. Высота фермы обычно назначается в пределах 1/6 - 1/10 от длины пролёта. Высота треугольной фермы в пределах 1/4-1/5,5    пролёта.   С    целью   унификации    конструкции   высота принимается кратной 200 мм.

     При определении величины панели нужно  руководствоваться следующими соображениями: угол наклона раскосов к поясу  должен находиться в пределах 30-60" (желательно ближе к 45°); число панелей  балочных ферм (фермы на двух опорах) должно быть чётным.

     Окончательную схему фермы с нагрузками необходимо вычертить в достаточно крупном  масштабе (например, 1 : 100).

    По  заданию высота фермы принимается 1/4 пролета 
 
 

    Выбираем  количество панелей – 8 – как на рисунке. При этом условие наклона раскосов от 30 до 60º соблюдается.

    Чертим  ферму в масштабе 1:50. Для дальнейших вычислений определим углы. Езду груза предполагаем по нижнему поясу. 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 

Рисунок 3. Окончательный вариант схемы (Чертеж А1, лист 1)

Геометрические  данные по ферме:

L=12000 мм;  H=3000 мм;  a=1500 мм; P=9кН. 
 

2. Статический расчёт ведём методом вырезания узлов.

      
 
 
 
 
 
 
 

    Рисунок 5. Статический расчёт ведём методом вырезания узлов

    Узел 1

      

      
 

    Узел 20

 
 

    Узел 2

  

 

    Узел 3

  

    
 

    Узел 19

 
 
 
 

    Узел 4

    Узел 5

 
 

    Узел 18

  

    

    Узел 6

    Узел 7

 
 

 

Рисунок 6. Эпюра продольных усилий в заданной расчетной системе 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 2. Расчетные усилия в стержнях 

 
 
 
 
 

3. Линии влияния 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 7. Линии влияния

 4. Подбор сечений  стержней фермы 

Растянутые стержни будем рассчитывать на прочность, сжатые на прочность и

устойчивость.

Для стали С255:

Расчетные длины стержней фермы по табл. 11 [2]:

для поясов, опорных стоек и раскосов

для прочих элементов

Коэффициент условий работы:

 

_{4.1. Подбор сечений  верхнего и нижнего  поясов.}

_{Верхний пояс}

_{Стержень 6-7:}

_{Задаёмся  гибкостью:}

_{Принимаем тавр T 13ШТ2 с геометрическими характеристиками:}

_{Гибкость  стержня}

_{Проверка  на устойчивость:}

_,

_{Условие не соблюдается, принимаем  тавр T 15ШТ1 с геометрическими характеристиками:}

_{Гибкость  стержня}

 

Предельная  гибкость

_{Проверка  на устойчивость:}

_{Устойчивость  обеспечена, проверяем  местную устойчивость стенок сжатого пояса:}

_{Местная устойчивость стенок тавров обеспечена, окончательно принимаем  тавр T 15ШТ1} 

_{Стержень 5-6:}