курсовой. Курсовой проект по дисциплине здания, сооружения и их устойчивость при пожаре

• Название: Курсовой проект по дисциплине здания, сооружения и их устойчивость при пожаре
• Дата: 20.07.2022
• Размер: 1.68 Mb.
• Имя файла: курсовой.docx
• Тип: Курсовой проект; #633975
• страница: 3 из 6

2. РАСЧЕТ ФАКТИЧЕСКОГО ПРЕДЕЛА ОГНЕСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ ПОКРЫТИЯ

Высокая теплопроводность металла позволяет выполнить расчет стальных несущих конструкций по времени прогрева конструкции до критической температуры. Для каждого из элементов фермы следует определить величину критической температуры, то есть решить статическую задачу, а затем решить теплотехническую задачу по определению предела огнестойкости конструкции.

2.1 Статический расчет

Расчет растянутых элементов заданного узла фермы

Рассматриваем узел 3. Растянутыми элементами (имеющими положительное значение усилия N) является Р2.



Рисунок 2.1.1 – Рассматриваемый узел металлической фермы

Расчет усилий, воспринимаемых элементами от нормативной нагрузки:

кН

где N(i) – расчетные усилия, воспринимаемые элементами фермы (таблица 3 исходные данные), Н;

Y_f – усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке, равный 1,2.

Рассчитаем коэффициент изменения предела текучести стали, соответствующий критической температуре нагрева растянутых элементов фермы:



где А(i) – площадь поперечного сечения элементов фермы, м2, принимают с учетом количества профилей, на которые передается усилие от внешней нагрузки.

A_(Р2)=6,2 см²

В узлах фермы каждый элемент выполнен из двух уголков (рисунок 2.1.2). Размеры уголка находятся (приложение 2 [5]). Сортимент прокатных стальных уголков ГОСТ 27772-88



Рисунок 2.1.2 – Сечение элементов фермы

Ryn – нормативное сопротивление стали по пределу текучести определяется в зависимости от марки стали (приложение 2 [5]).

Расчет сжатых элементов заданного узла фермы

Рассматриваем узел 3 рисунок 2.1.1. Сжатыми элементами (имеющими отрицательное значение усилия N) являются стержни: P1, О1 и О2

В связи с вышесказанным расчет производится по потере устойчивости (выпучивания) сжатых элементов. Этот расчет можно провести по двум методикам:

1. Расчет элементов на устойчивость с учетом коэффициента продольного изгиба φ.

2. Из условия снижения модуля упругости стали до критической величины (что приводит к недопустимому прогибу элемента).

Расчет на устойчивость с учетом коэффициента продольного изгиба φ

Рассчитываем предел огнестойкости сжатых элементов фермы из условия устойчивости с учетом коэффициента продольного изгиба.

Определим гибкость в вертикальном направлении прогиба элементов фермы:







где l_x – расчетная длина элемента в вертикальном направлении прогиба (таблица 2.1.1), мм;

i_x – радиус инерции поперечного сечения элемента относительно оси «x» мм (приложение 2 [5])

i_x(Р1)=2,77 см =27,7 мм

i_x(О1=О2)=3,39 см =33,9 мм

Таблица 2.1.1 – Расчетная длина элемента при его различных направлениях прогиба

Направление прогиба	Расчетная длина элемента, мм
	Р1	О1	О2
Вертикальное	lx = 1 = 4193	lx = 1 = 2788	lx = 1 = 3000
Горизонтальное	ly = l = 4193	ly = l = 2788	ly = l = 3000

l – длина элемента

Определим гибкость в горизонтальном направлении прогиба элементов фермы:







где ly – расчетная длина элемента в горизонтальном направлении прогиба (таблица 2.1.1), мм;

iy – радиус инерции поперечного сечения элемента относительно оси «y», мм.

При определении iy следует учесть, что расстояние между уголками, из которых составлен элемент фермы, равно толщине соединительной пластины (δf), к которой они приварены с двух сторон (приложение 2 [5]).

δ_f=10 мм (по условию)

i_y(Р1)=4,06 см =40,6 мм

i_y(О1)= 4,87 см =48,7 мм

i_y(O2)= 4,87 см =48,7 мм

Максимальная величина гибкости элемента фермы принимается равной наибольшей из гибкостей элемента в вертикальном и горизонтальном направлениях, то есть:

_max(Р1) =

_max(О1) =

_max(О2) =

Коэффициент продольного изгиба  элемента фермы принимается в зависимости от max (если max ≤ 40, то  = 1; если max> 40, то  = 0,95) и равен:

для _max(Р1) = > 40; (Р1) = 0,95;

для _max(О1)= >40; (О1) = 0,95;

для _max(О2)= >40; (О2) = 0,95;

Таким образом,

_(Р1) = _(О1) = _О2) =0,95.

Усилия, воспринимаемые элементами от нормативной нагрузки, равны кН;

кН

кН

кН

Y_f-усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке 1,2

Определим коэффициент изменения предела текучести стали при критической температуре нагрева сжатых элементов фермы из условия прочности с учетом коэффициента продольного изгиба:







А – площадь поперечного сечения элементов фермы, принимают с учетом количества профилей, на которые передается усилие от внешней нагрузки.

A_(Р1)=12,3 см²

A_(О1)=17,2 см²

A_(О2)=17,2 см²

R_yn-нормативное сопротивление стали по пределу текучести (приложение 2 [5]).