Введение

В общей структуре фактических затрат строительно-монтажных работ, затраты на строительные конструкции и материалы составляют 53-56 %, поэтому выявление путей экономии материальных ресурсов благодаря рациональному выбору строительных конструкций и их совершенствованию является важной народнохозяйственной задачей.

В курсовом проекте проектируется здание отапливаемого склада для хранения промышленных товаров ёмкостью 100 тонн. В проекте предусматривается выполнение следующих работ:

- расчёт и проектирование стропильной фермы;

- расчёт сварных швов;

- расчёт простенка с пилястрой;

Исходные данные.

Сбор нагрузок на 1 м² покрытия.

Вид нагрузок	Нормативная, Н/м2	γf	Расчетная, Н/м2
Постоянные нагрузки
гравийная защита	500	1,3	650
трехслойный гидроизоляционный ковер	160	1,3	208
утеплитель - пенопласт	50	1,2	60
пароизоляция – 1 слой пергамина	40	1,3	52
стальной профнастил	150	1,2	180
прогоны стальные	280	1,05	294
Итого постоянные	1180		1400

Значение снеговой нагрузки принимаем  равной  750.  Высота фермы 4 м, длина 36 м, высота у фермы на опоре 1 м; шаг ферм 5,5 м, расстояние между узлами 6 м.

Из исходных данных следует, что грузовая площадь равна  33  Тогда значение сосредоточенной нагрузки в узлах пояса фермы от “пирога”  46,2 кН;  в крайних         узлах  23,1 кН; снеговая длительная  12,4 кН  и 6,2 кН; снеговая кратковременная будет      

равна  24,8  кН  и 12,4  кН  соответственно.  Собственный вес фермы учитывается автоматически в ПК  “Лира”.

		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)
1	1	10.707
1	2	10.707
2	1	673.090
2	2	673.090
3	1	607.700
3	2	607.700
4	1	607.700
4	2	607.700
5	1	673.090
5	2	673.090
6	1	10.707
6	2	10.707
7	1	-680.076
7	2	-679.780
8	1	-729.513
8	2	-729.217
9	1	-729.106
9	2	-728.810
10	1	-728.810
10	2	-729.106
11	1	-729.217
11	2	-729.513
12	1	-679.780
12	2	-680.076
13	1	-267.197
13	2	-266.901
14	1	-109.274
14	2	-108.682
15	1	-85.915
15	2	-85.026
16	1	2.072
16	2	3.256
17	1	-85.915
17	2	-85.026
18	1	-109.274
18	2	-108.682
19	1	-267.197
19	2	-266.901
20	1	669.197
20	2	668.901
21	1	49.150
21	2	48.558
24	1	48.558
24	2	49.150
25	1	668.901
25	2	669.197
26	1	133.317
26	2	134.501
27	1	134.501
27	2	133.317

Подбор сечений металлической фермы.

Растянутый элемент  нижнего  пояса.
             Исходные данные: максимальное расчетное усилие в стержне    N_max= 673,09 кН;

эффективная длина стержня в плоскости фермы    L_ef = 6 м. Во всех случаях  λ _пред < 400   для элементов нижнего пояса. Толщина фасонок 14 мм;    γ_С = 0,95 – коэффициент условий работы. Расчетное сопротивление стали ВСтЗГпс5-1    Rу = 235МПа.

 Определение требуемой площади сечения стержня А_n^тр

А_n^тр =N_i/ (Rу x γ_C)=0,673/ (235x 0,95)= 0,00301 м² = 30.1 см²

Определение фактической площади сечения А стержня по сортаменту в зависимости от  величины А_n^тр.

Так как А_n^тр – требуемая площадь двух уголков, то прежде чем определять по сортаменту

значение А, необходимо А_n^тр/2 = А – площадь одного уголка по сортаменту                         А = 30.1/2= 15.05 см².

Принимаем  равнополочный уголок 100 х 8 А = 15,6 см². Из сортамента выписывают значения

i_х = 3,07 см.

 Проверка прочности σ, МПа:

σ  =  Ni / (2 х А ) <Rу х γ_С

Rу х γ_С = 235 х  0,95= 223,25

σ =  0,673 / (2 х 0,00156) = 215,7< 223,25 – условие  выполняется.

 Проверка гибкости:

                             λ = L_ef / i_х < 400

λ = 600 / 3,07 =195<400 – условие выполняется.















Сжатый элемент верхнего пояса
             Исходные данные: максимальное расчетное усилие в стержне    N_max= - 729,513 кН;

эффективная длина стержня верхнего пояса    L_ef =6,08 м. Предельная гибкость верхнего пояса  λ _пред  <  120.   Толщина фасонок 14 мм;    γ_С = 0,80 – коэффициент условий работы. Расчетное сопротивление стали ВСтЗГпс5-1    Rу = 235МПа.

 Определение требуемой площади сечения стержня А_n^тр

   Предварительно задаются гибкостью λ = 80, φ = 0,67

         А_n^тр =N_i/ (φ x Rу x γ_C)=0,73/ (0,67 x 235x 0,80)= 0,0058 м² = 58 см²

Определение фактической площади сечения А стержня по сортаменту в зависимости от  величины А_n^тр.

Так как А_n^тр – требуемая площадь двух уголков, то прежде чем определять по сортаменту

значение А, необходимо А_n^тр/2 = А – площадь одного уголка по сортаменту                           А = 58/2=29 см².

Принимаем  равнополочный уголок 200 х 12 А = 47,1 см². Из сортамента выписывают значения

i_х = 6,22 см.

Проверка гибкости:

                             λ = L_ef / i_х < 120

λ = 608/ 6,22  = 97,8 <120 – условие выполняется.

В случае выполнения условия по значению λ определяют значение φ = 0,48

 Проверка устойчивости σ, МПа:

σ  =  Ni / (φ х 2 х А ) < Rу х γ_С

Rу х γ_С = 235 х  0,80= 188

σ =  0,730 / (0,48х2х0,00471) = 161<188 – условие  выполняется.



Раскос в пролете ( не опорный)
             Исходные данные: максимальное расчетное усилие в стержне    N_max= 669,197 кН;

эффективная длина раскоса    L_ef = 6,08 м. Предельная гибкость элемента         λ _пред  <  150.   Толщина фасонок 14 мм;    γ_С = 0,95 – коэффициент условий работы. Расчетное сопротивление стали ВСтЗГпс5-1    Rу = 235 МПа.

 Определение требуемой площади сечения стержня А_n^тр

А_n^тр =N_i/ ( Rу x γ_C)=0,669/ ( 235x 0,95)= 0,0030 м² = 30 см²

Определение фактической площади сечения А стержня по сортаменту в зависимости от величины А_n^тр.

Так как А_n^тр – требуемая площадь двух уголков, то прежде чем определять по сортаменту

значение А, необходимо А_n^тр/2 = А – площадь одного уголка по сортаменту                         А = 30/2=15 см².

Принимаем  равнополочный уголок 100 х 8  А = 15,6 см². Из сортамента выписывают значения

i_х = 3,07 см.

Проверка гибкости:

                             λ = L_ef / i_х < 120

λ = 608 / 3,07 =198<400 – условие выполняется.

Проверка прочности σ, МПа:

σ  =  Ni / (2 х А ) < Rу х γ_С

Rу х γ_С = 235 х  0,95= 223,25

σ =  0,669/ (2  х 0,00156) = 214,4< 223,25– условие  выполняется.







Стойка  опорная
             Исходные данные: максимальное расчетное усилие в стержне    N_max= -267,197 кН;

эффективная длина стержня верхнего пояса    L_ef = 1 м. Предельная гибкость опорного элемента  λ _пред  <  120.   Толщина фасонок 10 мм;    γ_С = 0,80 – коэффициент условий работы. Расчетное сопротивление стали ВСтЗГпс5-1    Rу = 235 МПа.

 Определение требуемой площади сечения стержня А_n^тр

   Предварительно задаются гибкостью λ = 120, φ = 0,36.

А_n^тр =N_i/ (φ x Rу x γ_C)=0,267/ (0,36 x 235x 0,80)= 0,0040 м² = 40 см²

Определение фактической площади сечения А стержня по сортаменту в зависимости от  величины А_n^тр.

Так как А_n^тр – требуемая площадь двух уголков, то прежде чем определять по сортаменту

значение А, необходимо А_n^тр/2 = А – площадь одного уголка по сортаменту                        А = 40/2 = 20 см².

Принимаем по конструктивным соображениям  равнополочный уголок 100 х 12                 А = 22,8 см². Из сортамента выписывают значения

i_х = 3,03 см.

Проверка гибкости:

                             λ = L_ef / i_х < 120

λ = 100 / 3,03 =33<120 – условие выполняется.

По условию прочности выбираем А = 22,8 см²


Расчет пилястры наружной стены на нагрузку от опорной реакции и покрытия.



Пилястра из крупных блоков, изготовленных из тяжелого и крупнопористого бетона на тяжелых заполнителях и из тяжелого природного камня (γ > 1800 кг/ м³).

Шаг пилястр (ферм)  В = 5,5 м, пролет фермы покрытия L = 36 м, полная расчетная нагрузка на ферму (из сбора нагрузок) q = 2,15 кН/м², расчетное сопротивление кладки сжатию R = 2,4 МПа, высота пилястры H = 8,4 м.

 
 Определение нагрузок на пилястру:

- собственный вес столба G

          G = b₂ x h₂ x γH = 0,38 х 0,38 х 18 х 8,4 = 21,8кН.

- собственный вес стены P

          P = b x h₁ x γH = 1,14 х 0,38 х 18 х 9,4 = 73,3кН.

- опорная реакция покрытия V

          V = q x B x L/2 = 2,15 х 5,5 х 36/2 +40  = 250 кН. (40 – примерный вес фермы)

Сумма всех нагрузок составит:

          21,8+ 73,3+ 250 = 345,1 кН,  из нее собственный вес стены P = 73,3 кН.

Нагрузка, передаваемая на столб:

          N = G + V = 21,8+ 250 = 271,8 кН.

 Определение геометрических характеристик сечения пилястры и примыкающей стены:

- центр тяжести расчетного сечения

          y_C = Σ₁ / Σ₂;

Σ₁ = b x h₁ x h₁ /2 + b₂ x h₂ x (h₁ + h₂ /2) =1,14 х 0,38 х 0,38 /2 + 0,38 х 0,38 х (0,38 + 0,38/2) = 0,137;

Σ₂ = b x h₁ + b₂ x h₂ = 1,14 х 0,38 + 0,38 х 0,38 = 0,58;

          y_C = Σ₁ / Σ₂ = 0,137/ 0,58 = 0,236 м.
   Определение изгибающих моментов от внецентренного действия нагрузок                    P = 73,3 кН и

       N = 271,8 кН.

- от веса стены  M_P = - P x (y_C – y₁) = - 73,3 х (0,236 – 0,19) = - 3,37 кН· м

- от веса покрытия и столба  M_N = N x (y₂ - y_C) = 271,8 х (0,57 – 0,236) = 90,78 кН· м
Расчетный изгибающий момент       M = M_P + M_N = - 3,37 + 90,78= 87,41 кН· м.
   Расчетный эксцентриситет от внецентренного действия нагрузок
℮₀ = M / (P + N) = 87,41/ (73,3+ 271,8) = 0,253 м.
   Определение высоты сжатой зоны расчетного сечения
x = ((b₂ x h₂ / b) x (2 x ℮’’ – h₂) + (℮’’ – h₂)²)^1/2 = ((0,38 х 0,38 /1,14) х (2 х 0,253 – 0,38) +

+ (0,253 – 0,38)²)^1/2 = 0,179 м.
   Площадь сжатой зоны
A_C = (b₂ x h₂) + (h₁ – (h – (x + ℮’’))) x b = (0,38 х 0,38) + (0,38 – (0,76 – (0,179 + 0,253))) х 1,14 = 0,204 м².
   Определение несущей способности участка стены и пилястры из условия:

N_P ≤ m_g x φ x R x A_C,

m_g = 1, так как меньшая сторона сечения больше 30 см.

φ – принимаемый по таблице в зависимости от величин λh и λi, где

λh = H / h_C,  h_C – высота сжатой зоны.

λi = H / i,  i – радиус инерции.

     Для определения радиуса инерции сечения выполним дополнительные вычисления момента инерции I : A = b₂ x h + 2 x b₁ x h₁ = 0,38 х 0,76 + 2 х 0,38 х 0,38 = 0,58;

     Расстояния центра тяжести сечения от середины:    К=2 х b₁ х h₁ х (h/2 – h₁/2) = 2 х 0,38 х 0,38 х (0,76/2 – 0,38/2) = 0,055 м;

      m = b₂ х b х (h/2 – h₁/2) / А = 0,38 х 1,14 х (0,76/2 – 0,38/2) / 0,58 = 0,142 м;

     I = b₂ х b х (b х b/12 + К х К) + 2 х b₁ x h₁ х (h₁ х h₁/12 + m х m) =

 = 0,38 х 1,14 х (1,14 х 1,14/12 + 0,055 х 0,055) + 2 х 0,38 х 0,38 х (0,38 х 0,38/12 +    +0,142 х  0,142) = 0,057 м⁴;

i = (I/A)^1/2 = (0,057/0,58)^1/2 = 0,313;

λ_h = H / h_C =8,4/(0,253 + 0,179) = 19,44    φ = 0,96  

λi = H / i = 8,4/0,313 = 26,83     φ = 0,95  

Тогда несущая способность пилястры и участка стены будет равна:

N_P =  G + V + P = 21,8+ 73,3+ 250 = 345,1 кН  ≤ m_g x φ x R x A_C = 1 х 0,95 х 2400 х   x0,204= 465,12 кН.
Расчет монолитного внецентренно нагруженного фундамента под пилястру.


1) Исходные данные: по данным расчета пилястры принимаем значения   е₀=0.253 м; М=87,41 кН·м; N_P=345,1 кН. Расчетное сопротивление грунта R₀=240 кПа, материал фундамента – бетон класса В15, арматура класса А-III, глубина заложения фундамента d=1,0 м.

2) Определение предварительных размеров подошвы фундамента. Площадь сечения подошвы А определяется по формуле:

А = N_P/(R₀ – γ·d),

где γ – осредненное значение удельного веса грунта и тела фундамента.                  γ = 21 кН/м³.

А = 345,1/(240 – 21 · 1,0) = 1,51 м².

Принимаем прямоугольное сечение фундамента  м.

3) Проверка достаточности полученных значений сечения подошвы фундамента исходя из уточнения расчетного сопротивления грунта.

Учитывая, что глубина заложения меньше 2м, а также отсутствие подвала проверку проводим по формуле:

R = R₀·(1 + 0,05·(b – 1)/b)·((d+2)/4) = 240·(1 + 0,05·(1.44 – 1)/1.44)·((1+2)/4) =242,5

4) Определение краевого давления на основание.

Определяем вес грунта на уступах фундамента

 G = a·b·d·γ = 1,8·1.44·1·21 = 54,5 кН.

Эксцентриситет равнодействующей усилий от всех нагрузок:

е = М/(N_P + G) = 87,41/(345,1+54.5) = 0.225 м. Т.к. е = 0.2≤ а/6= 0.3, то краевое давление вычисляем по формуле:

+р₁, –р₂ = ((N_P + G)·0,95/(a·b))·(1±6·е/а) ≤ 1,2·R.

+р₁ = ((345,1 + 54.5)·0,95/(1,8·1,44))·(1+6·0.225/2) = 238,3 кПа ≤ 1,2·242,5 = 291 кПа.

–р₂ = ((345,1 + 54.5)·0,95/(1,6·1,28))·(1-6·0.225/2) = 96,02 кПа

Расчет тела фундамента.

Рабочую высоту фундамента у основания пилястры определим из условия прочности на продавливание. Данные взяты из расчета пилястры: b₂=0,38 м; h₂=0,38 м. р=238,3 кПа (максимальное из значений +р₁, –р₂.)

h₀ ≥ – (b₂+h₂)/4+0,5,

где N = р·(a·b–b₂·h₂) = 238,3·(1,8·1,44 – 0,38·0,38) = 583,3 кН;

R_bt – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению.

R_bt = 1,1 МПа.

h₀ ≥ – (0,38+0,38)/4+0,5*(583,3/(1100*1,1+238,3)+((0,38+0,38)/2)²)^1/2=0,204 м. Принимаем h₀ = 0,3 м.

6) Расчет рабочей арматуры сетки нижней плиты в направлении – а.

Требуемое сечение арматуры подбирается по формуле:

А_s = M₁/(0,9·h₀·R_s),

где M₁ = p_m·a²·b/2 = 119,2·1,8²·1,44/2 = 278,1 кН·м;

p_m = 0,5·р = 0,5·238,3 = 119,2 кПа;

R_s = 345МПа – расчётное сопротивление арматуры.

А_s = 278.1/(0,9·0,3·345000) = 30 см².

Принимаем шаг стержней s = 200 мм. Тогда при а = 1,8 м количество стержней равно      n= а/s = 1,8/0.2 = 9 шт. Принимаем 9 шт.                                                           

Принимаем стандартную сварную сетку с рабочей арматурой из стержней  с шагом s = 200 мм. При b = 1.44 м примем в конструктивных целях сетку с рабочей арматурой из стержней  с шагом s = 100 мм















Расчет металлического прогона.

 

 Исходные данные: В = 5,5 м, шаг прогонов а = 6м, γ_n = 0,95, R = 235 МПа.
Расчетная нагрузка на прогон:

q_x = q х а = 2,15 х 6 = 12,9 кН/м;

 Изгибающий момент равен:

M_x = q_x х l_x²/8 =12,9 х 5,5²/8 = 48,8 кН·м;

Требуемый момент сопротивления:

W_x^тр= М_x/R = 48,8/23500 = 208см³;

Принимаем двутавр  №22  W_x=232 см³


Расчет связей.
Связи горизонтальные проектируем крестового вида из одиночных уголков, когда оба стержня не прерываются, по нижнему поясу. Предельная гибкость растянутых стержней равна 400. Сечение подбирают по предельной гибкости. Вычисляем требуемый радиус инерции:

r^x_тр= l/λ= 814 /400= 2,04 см, принимаем  L 70 х 5, r^x= 2,16 см, толщина         фасонки 12 мм.    

Связи по верхнему поясу  обеспечиваются двутаврами прогона.
Расчет опорного листа на смятие.
Исходные данные: опорная реакция – V=250 кН, равная половине общей нагрузки на ферму, расчетное сопротивление смятию R_p=332 Мпа. Толщина опорного листа – 16 или 20 мм.

Площадь смятия А_см.т принимается в зависимости от толщины листа и ширины листа из условия размещения болтов (180мм).

А_см.т=0,016*0,18=0,00288м².

Напряжение смятия: .

Расчет сварных швов.
Для равнополочных уголков длина шва делится между обушком и пером и, кроме того, усилие в элементе Ni будет делиться на две части между парными уголками

N = 0,5 x 0,7 x Ni/2 – у обушка;

N = 0,5 x 0,3 x Ni/2 – у пера.
1. Элемент верхнего пояса   N = - 729,513 кН.
Сварное усилие у обушка:     N_об = 0,5 x 0,7 x -729,513 /2 = 127,66 кН;

Сварное усилие у пера:          N_пер = 0,5 х 0,3 х  -729,513 /2 = 54,71 кН.


Расчет по срезу металлического шва.

Наименьшая требуемая длина шва, м:

L_w^треб = N x γ_n / (β_f x k_f x R_wf x γ_wf x γ_c) + 10 x 10^-3, где:

γ_n = 0,95 – коэффициент в зависимости от класса ответственности сооружения;

β_f = 0,7 – коэффициент в зависимости от способа сварки;

k_f = 0,012 м  – катет шва в зависимости от толщины свариваемых элементов и способа         сварки;

R_wf = 180 МПа – расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва для электрода Э-42А.

γ_wf = 1 – коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района;

γ_c = 1 – коэффициент условий работы.
Наименьшая требуемая длина шва

          у обушка:  L_w ^треб = 127,66 х 0,95 / (0,7 х 0,012 х 180 х 10³ х 1 х 1) + 10 х 10^-3 = 10 см;

          у пера:   L_w ^треб = 54,71 х 0,95 / (0,7 х 0,012 х 180 х 10³ х 1 х 1) + 10 х 10^-3 = 5 см.
Расчет по срезу металла границы сплавления.

Наименьшая требуемая длина шва, м:

L_w^треб = N x γ_n / (β_z x k_f x R_wz x γ_wf x γ_c) + 10 x 10^-3, где:

γ_n = 0,95 – коэффициент в зависимости от класса ответственности сооружения;

β_z = 1 – коэффициент в зависимости от способа сварки;

k_f = 0,012 м  – катет шва в зависимости от толщины свариваемых элементов и способа         сварки;

R_wz = 175 МПа – расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления.

γ_wz = 1 – коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района;

γ_c = 1 – коэффициент условий работы.
Наименьшая требуемая длина шва

         у обушка:   L_w  ^треб = 127,66 х 0,95 / (1 х 0,012 х 175 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 7 см

         у пера:    L_w ^треб = 54,71 х 0,95 / (1 х 0,012 х 175 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 5 см
  2. Элемент нижнего пояса   N = 673,09 кН.
Сварное усилие у обушка:     N_об = 0,5 x 0,7 x 673,09/2 = 117,8 кН

Сварное усилие у пера:          N_пер = 0,5 х 0,3 х 673,09/2 = 50,5 кН.
Расчет по срезу металлического шва.

Наименьшая требуемая длина шва, м:

L_w^треб = N x γ_n / (β_f x k_f x R_wf x γ_wf x γ_c) + 10 x 10^-3, где:

γ_n = 0,95 – коэффициент в зависимости от класса ответственности сооружения;

β_f = 0,7 – коэффициент в зависимости от способа сварки;

k_f = 0,008 м  – катет шва в зависимости от толщины свариваемых элементов и способа         сварки;

R_wf = 180 МПа – расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва для электрода Э-42А.

γ_wf = 1 – коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района;

γ_c = 1 – коэффициент условий работы.
Наименьшая требуемая длина шва

          у обушка:  L_w ^треб = 117,8 х 0,95 / (0,7 х 0,008 х 180 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 13 см;

          у пера:   L_w ^треб = 50,5 х 0,95 / (0,7 х 0,008 х 180 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 6 см.
Расчет по срезу металла границы сплавления.

Наименьшая требуемая длина шва, м:

L_w^треб = N x γ_n / (β_z x k_f x R_wz x γ_wf x γ_c) + 10 x 10^-3, где:

γ_n = 0,95 – коэффициент в зависимости от класса ответственности сооружения;

β_z = 1 – коэффициент в зависимости от способа сварки;

k_f = 0,008 м  – катет шва в зависимости от толщины свариваемых элементов и способа         сварки;

R_wz = 175 МПа – расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления.

γ_wz = 1 – коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района;

γ_c = 1 – коэффициент условий работы.
Наименьшая требуемая длина шва:

         у обушка:   L_w  ^треб = 117,8 х 0,95 / (1 х 0,008 х 175 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 =9 см;

         у пера:    L_w ^треб = 50,5 х 0,95 / (1 х 0,008 х 175 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 5 см.
    3. Элемент - стойка   N = - 267,197 кН.
Сварное усилие у обушка:     N_об = 0,5 x 0,7 x -267,197/2 = 46,8 кН

Сварное усилие у пера:          N_пер = 0,5 х 0,3 х -267,197/2 = 20 кН.
Расчет по срезу металлического шва.

Наименьшая требуемая длина шва, м:

L_w^треб = N x γ_n / (β_f x k_f x R_wf x γ_wf x γ_c) + 10 x 10^-3, где:

γ_n = 0,95 – коэффициент в зависимости от класса ответственности сооружения;

β_f = 0,7 – коэффициент в зависимости от способа сварки;

k_f = 0,012 м  – катет шва в зависимости от толщины свариваемых элементов и способа         сварки;

R_wf = 180 МПа – расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва для электрода Э-42А.

γ_wf = 1 – коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района;

γ_c = 1 – коэффициент условий работы.
Наименьшая требуемая длина шва:

          у обушка:  L_w ^треб = 46,8 х 0,95 / (0,7 х 0,012 х 180 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 5 см;

          у пера:   L_w ^треб = 20 х 0,95 / (0,7 х 0,012 х 180 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 5 см.


Расчет по срезу металла границы сплавления.

Наименьшая требуемая длина шва, м:

L_w^треб = N x γ_n / (β_z x k_f x R_wz x γ_wf x γ_c) + 10 x 10^-3, где:

γ_n = 0,95 – коэффициент в зависимости от класса ответственности сооружения;

β_z = 1 – коэффициент в зависимости от способа сварки;

k_f = 0,012 м  – катет шва в зависимости от толщины свариваемых элементов и способа         сварки;

R_wz = 175 МПа – расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления.

γ_wz = 1 – коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района;

γ_c = 1 – коэффициент условий работы.
Наименьшая требуемая длина шва:

         у обушка:   L_w  ^треб = 46,8 х 0,95 / (1 х 0,005 х 175 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 5 см;

         у пера:    L_w ^треб = 20 х 0,95 / (1 х 0,005 х 175 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 5 см.

   
4. Элемент - раскос   N = 669,197 кН.
Сварное усилие у обушка:     N_об = 0,5 x 0,7 x 669,197/2 = 117,1 кН

Сварное усилие у пера:          N_пер = 0,5 х 0,3 х 669,197/2 = 50,2 кН.
Расчет по срезу металлического шва.

Наименьшая требуемая длина шва, м:

L_w^треб = N x γ_n / (β_f x k_f x R_wf x γ_wf x γ_c) + 10 x 10^-3, где:

γ_n = 0,95 – коэффициент в зависимости от класса ответственности сооружения;

β_f = 0,7 – коэффициент в зависимости от способа сварки;

k_f = 0,008 м  – катет шва в зависимости от толщины свариваемых элементов и способа         сварки;

R_wf = 180 МПа – расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва для электрода Э-42А.

γ_wf = 1 – коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района;

γ_c = 1 – коэффициент условий работы.
Наименьшая требуемая длина шва:

          у обушка:  L_w ^треб = 117,1 х 0,95 / (0,7 х 0,008 х 180 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 13 см;

          у пера:   L_w ^треб = 50,2 х 0,95 / (0,7 х 0,008 х 180 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 6 см.
Расчет по срезу металла границы сплавления.

Наименьшая требуемая длина шва, м:

L_w^треб = N x γ_n / (β_z x k_f x R_wz x γ_wf x γ_c) + 10 x 10^-3, где:

γ_n = 0,95 – коэффициент в зависимости от класса ответственности сооружения;

β_z = 1 – коэффициент в зависимости от способа сварки;

k_f = 0,008 м  – катет шва в зависимости от толщины свариваемых элементов и способа         сварки;

R_wz = 175 МПа – расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления.

γ_wz = 1 – коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района;

γ_c = 1 – коэффициент условий работы.
Наименьшая требуемая длина шва:

         у обушка:   L_w  ^треб = 117,1 х 0,95 / (1 х 0,008 х 175 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 9 см;

         у пера:    L_w ^треб = 50,2х 0,95 / (1 х 0,008 х 175 х 10³ х 1  х 1) + 10 х 10^-3 = 5 см.

Список используемой литературы.

1.   Металлические конструкции. Учебное пособие для техникумов. Васильев А.А. М., Стройиздат, 1976 г.
2. Строительные конструкции. В 2-х томах Том 1. Металлические, каменные, армокаменные конструкции. Изделия из дерева и пластмасс. Основания и фундаменты. Т.Н. Цай и др. Москва. Стройиздат, 1984 г.
3. Расчет и конструирование частей гражданских зданий. Издание 8-е, переработанное и исправленное. Л.Е.Линович. Издательство «БУДIВЕЛЬНИК». Киев, 1972г.
4. Металлические конструкции. Издание 6-е, переработанное и исправленное. Под ред.Е.И.Беленя. Москва. Стройиздат, 1986г.


5. Примеры расчета металлических конструкций. Мандриков А.П., Лялин И.М. Москва. Стройиздат, 1982 г.