26

Лабораторная работа №7

Тема: Статические испытания металлической фермы на узловую нагрузку

Цель и задачи работы: Приобретение опыта по проведению испытаний многостержневых конструкций статической нагрузкой, определение действительных напряжений в поперечных сечениях стержней металлической фермы и сравнение их с напряжениями, полученными расчетным путем, используя шарнирно-стержневую расчетную схему фермы.

Загружение конструкции по заданной схеме производится статической предвари­тельно вычисленной нагрузкой, ступенями до расчетной нагрузки с замером прогибов прогибомерами Максимова (цена деления 0,1мм), осадок опор - индикаторами часового типа (цена деления 0,01мм), деформаций в стержнях - механическими тензометрами Гугенбергера (цена деления 0,001мм) и Аистова Н.Н.(цена деления 0,001мм).

Подготовка и проведение работы

Конструкция фермы длиной … см и высотой в осях … см устанавливается на испытательный стенд в положении, указанном на схеме (рис. 1). Верхний пояс фермы закрепляется из ее плоскости в двух точках. Загружение фермы производится с помощью гидравлических домкратов, которые создают нагрузку в узлах нижнего пояса. При проведении опыта определение точек при­ложения этой нагрузки согласовывается с руководителем.

1. Натурное освидетельствование металлической фермы

1. Геометрическая схема фермы, с указанием профилей, составляющих ее элементы (рис.1).

Рис.1

1.2. Форма поперечного сечения элементов фермы и их геометрические характеристики.

Пояса и опорные раскосы Раскосы и стойки решетки

2L 75х50х8 мм 2L 50х5 мм

18,94 см² , 9,6 см² ,

2,35 см, =3,83 см. 1,53 см, =2,45 см.

1.3. Дефекты и повреждения, обнаруженные в ферме при визуально- инструментальном обследовании (рис.2).

Рис. 2

1.4. Эскизы узлов фермы с указанием размеров сварных угловых швов (рис. 3).

Рис. 3.

2. Определение величины испытательной нагрузки

2.1. Статический расчет металлической фермы на единичное загружение.

1. Расчетная схема фермы (рис. 4).

Рис.4

2. Таблицы усилий в стержнях фермы и перемещения узлов

фермы от единичного загружения

Таблица 1

№ стержня	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Усилие	-1,909	1,363	1,336	-0,481	1,708	-1,363	0,336	-0,484	2,055	-1,706	1
№ стержня	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Усилие	-1,368	-0,954	2,052	0,664	-0,678	-0,954	1,362	0,664	-0,95	0,679

Таблица 2

№ узла		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
f, мм	x	0,29	0,171	0,142	0,653	0,11	0,105	0,075	0,154	0,183	0,607
	y	-0,313	-0,255	-0,471	-0,485	-0,613	-0,57	-0,405	-0,435	-0,209	-0,18

2. Определение несущей способности элементов фермы и соответствующей предельной нагрузки на ферму.

2.2.1. Верхний пояс фермы

кН,

где

- расчетное сопротивление стали согласно табл 51 СНиП II-23-81* ;

- коэффициент условий работы, согл. табл. 1 СП 16.13330.2011;

91,8 см – расчетная длина стержня в плоскости фермы;

362,5 см – расчетная длина стержня из плоскости фермы ;

39,06 – гибкость стержня в плоскости фермы;

94,65 - гибкость стержня из плоскости фермы;

0,6206 - коэффицент продольного изгиба согл. табл. 72 СНиП II-23-81*;

Предельная узловая нагрузка на ферму будет равна

= 246,84 кН,

где = 1,706 – наибольшее усилие в рассматриваемом элементе от единичного загружения.

.

2.2..2 Опорный раскос

кН,

где

- расчетное сопротивление стали согласно табл 51 СНиП II-23-81* ;

- коэффициент условий работы, согл. табл. 1 СП 16.13330.2011;

124,39 см – расчетная длина стержня в плоскости фермы;

124,39 см – расчетная длина стержня из плоскости фермы ;

52,93 – гибкость стержня в плоскости фермы;

32,48 - гибкость стержня из плоскости фермы;

0,8521 - коэффициент продольного изгиба согл. табл. 72 СНиП II-23-81*;

Предельная узловая нагрузка на ферму будет равна

= 177,58 кН,

где = 1,9085 – наибольшее усилие в рассматриваемом элементе от единичного загружения.

2.2.3. Сжатые раскосы и стойки решетки

Стержень 4

кН,

где

- расчетное сопротивление стали согласно табл 51 СНиП II-23-81* ;

- коэффициент условий работы, согл. табл. 1 СП 16.13330.2011;

124,18 см – расчетная длина стержня в плоскости фермы;

124,18 см – расчетная длина стержня из плоскости фермы ;

81,16 – гибкость стержня в плоскости фермы;

50,69 - гибкость стержня из плоскости фермы;

0,7138 - коэффициент продольного изгиба согл. табл. 72 СНиП II-23-81*;

Предельная узловая нагрузка на ферму будет равна

= 239,34 кН,

где = 1,706 – наибольшее усилие в рассматриваемом элементе от единичного загружения.

2.2.3. Нижний пояс

кН,

где

площадь сечения нижнего пояса;

- расчетное сопротивление стали согласно табл 51 СНиП II-23-81* ;

- коэффициент условий работы, согл. табл. 1 СП 16.13330.2011;

= 193,55 кН,

2.2.3. Растянутые раскосы и стойки

Стержень 3

кН,

где

- расчетное сопротивление стали согласно табл 51 СНиП II-23-81*;

- коэффициент условий работы, согл. табл. 1 СП 16.13330.2011;

86,7 см – расчетная длина стержня в плоскости фермы;

86,7 см – расчетная длина стержня из плоскости фермы ;

56,67 – гибкость стержня в плоскости фермы;

35,39 - гибкость стержня из плоскости фермы;

0,8359 - коэффициент продольного изгиба согл. табл. 72 СНиП II-23-81*;

Предельная узловая нагрузка на ферму будет равна

= 126,17 кН,

где = 1,3357 – наибольшее усилие в рассматриваемом элементе от единичного загружения.