5. Дать определение понятию «ферма». Назвать виды систем решеток стропильных ферм, представленных на рисунке.

Определить несущую способность сжатого раскоса решетки фермы из равнополочных уголков 125х8. Геометрическая длина стержня l = 3520 мм (расчетные длины ). Толщина фасонки t = 10 мм. Материал стержня и фасонки сталь С245. Коэффициент условий работы γ_c=0,8.

Рисунок 1 – Виды стропильных ферм

ОТВЕТ

Фермой называют решетчатую сквозную конструкцию, состоящую из отдельных прямолинейных стержней, соединенных между собой в узлах и образующих геометрически неизменяемую систему. Ферма состоит из верхнего, нижнего поясов и элементов решетки - раскосов и стоек.

а – треугольная; б - треугольная со стойками; в – треугольная с подвесками; г – треугольная со стойками и подвесками; д – раскосная система с нисходящими раскосами.

Задача

Условие прочности для центрально сжатых элементов.

R_y – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, таблица 51* (СНиП) R_y – 240 МПа

По сортаменту прокатных профилей находим геометрические характеристики сечения А=2х19,69=39,38 см², i_х=3,87см, i_у=5,46см

φ – коэффициент продольного изгиба таблица 72 (СНиП) в зависимости от λ и R_y

;

Находим расчетные длины раскоса в плоскости и из плоскости фермы

;

По наибольшей гибкости находим φ=0,725

Находим несущую способность

Ν=0,725∙240∙3938∙0,8=548169,6 Н=548,2 кН

Несущая способность Ν=548,2кН

6. Дать определение понятию «балочная клетка». Определить типы балочных клеток, представленных на рисунке.

Проверить несущую способность балки перекрытия цеха по нормальным и касательным напряжениям. Балка выполнена из прокатного двутавра №40Б1 (сталь С255). Расчетный пролет балки l_eff = 4,5 м. Расчетная равномерно распределенная нагрузка на балку – q = 71 кН/м. Коэффициент условий работы γ_c=0,9.

Рисунок 1 – Балочные площадки

ОТВЕТ

Система несущих балок перекрытия называется балочной клет­кой. Обычно балочная клетка состоит из рядов взаимно перпенди­кулярных балок; балки, передающие давление перекрытия на опоры, называются главными; балки, опирающиеся на главные; назы­ваются вспомогательными ; они могут быть поперечными и продольными.

а) Упрощенный тип, в котором имеются только один тип балок – балки настила (2).

б) Нормальный тип, в котором имеются два вида ба­лок — главные (1) опирающиеся на колонны (3) и поперечные вспомогательные балки(2).

Задача

Условие прочности по нормальным напряжениям:

Условие прочности по касательным напряжениям:

Определяем расчетные усилия, действующие в сечении:

кНм

кН

По сортаменту прокатных профилей находим необходимые геометрические характеристики сечения:

W_x=803,6 см³; I_x=15750 см⁴; S_x=456 см³; толщина стенки двутавра (s) t=7мм.

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y=250 МПа; расчетное сопротивление сдвигу R_s=0,58R_y= МПа.

Проверяем:

прочность по нормальным напряжениям обеспечена.

прочность по касательным напряжениям обеспечена.

Прочность сечения обеспечена.

7. Перечислить виды балок по типу поперечного сечения. Охарактеризовать область их применения.

Подобрать сечение балки перекрытия магазина. Балка выполнена из прокатного двутавра (сталь С245). Расчетный пролет балки l_eff = 4,29 м. Расчетная равномерно распределенная нагрузка на балку – q = 64 кН/м. Выполнить проверку прочности балки по нормальным и касательным напряжениям. Коэффициент условий работы γ_c=0,9.

ОТВЕТ

Двутавровое – применяется чаще всего, так как является весьма «конструктивным», т.е. удобным при изготовлении.

Швеллерное – используется для балок, работающих на косой изгиб, и для балок самых малых пролетов.

Коробчатое (двухстенчатое) – применяется для мощных балок в которых могут возникнуть крутящие усилия.

Задача

Из условия прочности по нормальным напряжениям определяем момент сопротивления сечения:

Проверку подобранного сечения выполняем по касательным напряжениям:

Определяем расчетные усилия, действующие в сечении:

кНм

кН

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y=240 МПа; расчетное сопротивление сдвигу R_s=0,58R_y= МПа.

Вычисляем:

По сортаменту прокатных профилей подбираем, двутавр №40Б1 со следующими геометрическими характеристиками сечения:

W_x=681,6 см³; I_x=15750 см⁴; S_x=456 см³; толщина стенки двутавра (s) t=7 мм.

Выполняем проверку сечения по касательным напряжениям:

прочность по касательным напряжениям обеспечена.

Окончательно принимаем сечение балки из двутавра № 40Б1.