9 Расчёт стропильной фермы

9.1 Исходные данные

Стропильная ферма относится ко второй группе конструкций. Материал стержней ферм по ГОСТ 27772-88 принимаю сталь , при . Пояса из тавров с параллельными гранями полок, решётка из уголков.

9.2 СБОР НАГРУЗОК

Рисунок 14 – Расчётная схема фермы

Узловые силы от постоянной нагрузки:

, где (5.1)

, ;

- равномерно распределённая нагрузка от веса шатра ;

;

;

Узловые силы от снеговой нагрузки:

, где (5.2)

- равномерно распределённая снеговая нагрузка ;

;

;

Расчёт выполняю по двум загружениям фермы:

Первое загружение (постоянные и снеговые):

,

;

Второе загружение (постоянные и снеговые):

,

;

,

;

9.3 РАСЧЁТ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ ФЕРМЫ

Таблица 4 – Расчёт усилий в элементах фермы

Наименование элемента	Обозначение стержня	Первое загружениеб кН	Второе загружение, кН	Расчетные усилия, кН
				На растяжение	На сжатие
Верхний пояс	1 - 2	-405,096	-395,238	-	405,096
	2 - 3	-405,096	-395,238	-	405,096
	3 - 4	-546,353	-546,536	-	546,536
	4 - 5	-546,353	-546,536	-	546,536
	5 - 6	-405,096	-412,605	-	412,605
	6 - 7	-405,096	-412,605	-	412,605
Нижний пояс	8 - 9	228,524	221,361	228,524	-
	9 - 10	511,04	503,630	511,039	-
	10 - 11	511,04	516,194	516,194	-
	11 - 12	228,53	235,768	235,768	-
Стойки	2 - 9	-74,160	-68,760	-	74,16
	4 - 10	-74,160	-76,910	-	76,91
	6 - 11	-74,160	-76,910	-	76,91
Раскосы	1 - 8	-343,975	-333,192	-	343,975
	1 - 9	256,029	252,122	256,029	-
	3 - 9	-153,617	-157,168	-	157,168
	3 - 10	51,206	62,214	62,214	-
	5 - 10	51,206	43,995	51,206	-
	5 - 11	-153,617	-150,205	-	153,617
	7 - 11	256,029	256,414	256,414	-
	7 - 12	-343,975	-354,878	-	354,878

.4 РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

Расчёт сжатых элементов:

, где (5.3)

- расчётное усилие на сжатие;

- коэффициент, принимаемый для гибкости ;

Требуемый радиус инерции:

, (5.4)

По сортаменту определяю профиль детали конструкции.

Определяю наибольшую гибкость стержня относительно оси :

, (5.5)

По таблице нахожу соответствующее .

Проверка устойчивости:

, (5.6)

Расчёт растянутых элементов:

, (5.7)

Проверка прочности:

, (5.8)

Таблица 5 – Расчёт элементов стропильной фермы

Наименование элемента	Номер стержня	Расчетные усилия, кН		Сечение	Площадь	Lx/Ly		Ix/Iy		λ/λ		λ	φmin	γ	Проверка сечения
		На растяжение	На сжатие												прочность		устойчивость
															N/A < Rγ		N/φA < Rγ
Верхний пояс	1 - 2	-	405,10	22,5БТ1	37,3	300	300	6,80	3,79	44,1	79,2	120	0,69	0,95	-	-	15,8316	22,8
	2 - 3	-	405,10	35БТ1	81	300	600	10,80	5,31	27,8	113,0	120	0,46	0,95	-	-	10,8721	22,8
	3 - 4	-	546,54	35БТ1	81	300	600	10,80	5,31	27,8	113,0	120	0,46	0,95	-	-	14,6682	22,8
	4 - 5	-	546,54	35БТ1	81	300	600	10,80	5,31	27,8	113,0	120	0,46	0,95	-	-	14,6682	22,8
	5 - 6	-	412,61	35БТ1	81	300	600	10,80	5,31	27,8	113,0	120	0,46	0,95	-	-	11,0737	22,8
	6 - 7	-	412,61	22,5БТ1	37,3	300	300	6,80	3,79	44,1	79,2	120	0,69	0,95	-	-	16,1251	22,8
Нижний пояс	8 - 9	228,52	-	10БТ1	12,85	580	580	2,87	2,22	202,1	261,3	400	-	0,95	17,78	22,8	-	-
	9 - 10	511,04	-	17,5БТ1	24,35	600	600	5,12	3,35	117,2	179,1	400	-	0,95	20,99	22,8	-	-
	10 - 11	516,19	-	17,5БТ1	24,35	600	600	5,12	3,35	117,2	179,1	400	-	0,95	21,2	22,8	-	-
	11 - 12	235,77	-	10БТ1	12,85	580	580	2,87	2,22	202,1	261,3	400	-	0,95	18,35	22,8	-	-
Стойки	2 - 9	-	74,16	70x5	13,72	283,5	315	2,16	3,23	131,3	97,5	150	0,36	0,8	-	-	15,1408	19,2
	4 - 10	-	76,91	70x5	13,72	283,5	315	2,16	3,23	131,3	97,5	150	0,36	0,8	-	-	15,7022	19,2
	6 - 11	-	76,91	70x5	13,72	283,5	315	2,16	3,23	131,3	97,5	150	0,36	0,8	-	-	15,7022	19,2
Раскосы	1 - 8	-	343,98	125x10	48,6	378,9	421	3,85	5,52	98,4	76,3	150	0,54	0,95	-	-	13,0584	22,8
	1 - 9	256,03	-	70х5	13,72	391,5	435	2,16	3,23	181,3	134,7	400	-	0,8	18,66	19,2	-	-
	3 - 9	-	157,17	100x7	27,6	391,5	435	3,08	4,45	127,1	97,8	150	0,38	0,95	-	-	14,9855	22,8
	3 - 10	62,21	-	50х5	9,6	391,5	435	1,53	2,45	255,9	177,6	400	-	0,8	6,481	19,2	-	-
	5 - 10	51,21	-	50х5	9,6	391,5	435	1,53	2,45	255,9	177,6	400	-	0,8	5,334	19,2	-	-
	5 - 11	-	153,62	100x7	27,6	391,5	435	3,08	4,45	127,1	97,8	150	0,38	0,95	-	-	14,6469	22,8
	7 - 11	256,41	-	70х5	13,72	391,5	435	2,16	3,23	181,3	134,7	400	-	0,8	18,69	19,2	-	-
	7 - 12	-	354,88	125x10	48,6	378,9	421	3,85	5,52	98,4	76,3	150	0,54	0,95	-	-	13,4724	22,8

9.5 РАСЧЁТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В УЗЛАХ

Применяю полуавтоматическую сварку проволокой по , диаметром .

Сварное соединение рассчитываю на срез по двум сечениям:

• по металлу шва:

, где (5.9)

• по металлу границы сплавления:

, где (5.10)

катет шва;

коэффициент глубины проплавления;

расчетная длина шва;

коэффициенты условий работы;

расчетные сопротивления срезу по металлу шва и границы

сплавления шва;

По определяю:

;

;

где меньшее из значений ;

;

.

Расчет по металлу шва сводится в таблицу.

Таблица 6 – Расчёт швов

Номер стержня	Сечение		Шов по обушку			Шов по перу
2-9	70х5	74,16	51,91	0,5	4,20	9,86	0,5	1,61
4-10	70х5	76,91	53,84	0,5	4,32	9,11	0,5	1,56
6-11	70х5	76,91	53,84	0,5	4,32	9,11	0,5	1,56
1-8	125x10	343,98	257,99	1,0	8,96	45,71	1,0	2,41
1-9	70х5	256,03	179,22	0,5	12,06	28,35	0,5	2,75
3-9	100х7	157,17	110,02	0,7	5,85	17,84	0,7	1,79
3-10	50х5	62,21	43,55	0,5	3,69	8,04	0,5	1,50
5-10	50х5	51,21	35,85	0,5	3,21	5,61	0,5	1,35
5-11	100х7	153,62	107,53	0,7	5,74	16,69	0,7	1,74
7-11	70х5	256,41	179,49	0,5	12,08	29,63	0,5	2,83
7-12	125x10	354,88	266,16	1,0	9,21	36,44	1,0	2,12