Metal

1.Tema proiectuluiSa se intocmeze proiectul de executie pentru o hala industrial , avand structura din metal care va fi amplasata in zona municipiului Oradea. Nu se prevede pod rulant.Hala va avea 5 travee si urmatoarele date tehnice : Traveea T= 6.000 mm Deschiderea L=21.000 mm Inaltimea peretelui longitudinal H= 4.000+N300=4.000+11300=7300 mm Panta acoperisului i= 15 % ( Peretii si invelitoarea acoperisului se vor executa din panouri de tabla izolata termic (panouri tip sandwich).Proiectul va cuprinde urmatoarele piese :Memoriul tehnic de rezistentaa. Piesea scrise Dimensionarea pantei acoperisului Dimensionarea fermei cadrului Dimensionarea riglei pereteluib. Piese desenate Sectiunea transversala Sectiunea longitudinala Planul acoperisului Ferma Detaliul unui nod al fermeiIncarcarile care actioneaza asupra halei: Greutatea proprie a elementelor structurale si de inchidere Actiunea vantului Actiunea zapezi Incarcari din praf industrial25+3n =25+311 = 58 daN/mp Indiferent de valoarea incarcarii din praf industrial aceasta va fi considerata ca neavand pondere predominanta.

2. Dimensionarea elementelor structurale2.1 Alegerea dimensiunilor fermei

Inaltimea fermei

-unde L este deschiderea halei, iar pentru inaltimea fermei se stabileste o inaltime de h=3.300 mmLungimea unei pane al fermei este : = n 100 mm= 0,6........0,8 h =(0,6.....0,8) 3.300 = 1980 ...................2640 mm= 2.000 mmInaltimea fermei pe reazam este:

Panta invelitoarei:

Calculul unghiurilor de inclinare fata de talpa inferioara. ; ;

Se determin lungimea teoretic a barelor fermei, redate n urmtoarele tabele:Talpa superioar

BaraLungime teoretic[mm]BaraLungime teoretic[mm]BaraLungime teoretic[mm]

1 - 320229 - 11202217 - 192022

3 - 5202211 - 13202219 - 212022

5 - 7202213 - 15202221 - 232022

7 - 9202215 - 17202223 - 252022

Talpa inferioar


2 - 440006 - 8400010 - 124000

4 - 640008 - 104000--

Diagonale


1 - 225016 - 9290010 - 172900

2 - 526906 - 13312410 - 212690

4 - 526908 - 13312412 - 212690

4 - 929008 - 17290012 - 252501

Montani


2 - 318006 - 11300010 - 192400

4 - 724008 - 15300012 - 231800

2.2 Dimensionarea paneiI. Incarcari permanente greutatea proprie a fermei : 603,73 / 14 daN/mp -greutatea proprie a panei : 604 / 12 daN/mp - greutatea invelitoarei se ia ntre valorile . Stabilim valoarea .

II. Incarcari variabile a. Incarcarea din zapada C.R. 1-13 2005 -Valoarea caracteristica a incarcari din zapada

Unde : reprezint coeficientul rezultat din configuraia de ncrcare din zpad aleas, n cazul nostru avnd valoarea ; reprezint coeficientul de expunere, n cazul nostru avnd valoarea ; reprezint coeficientul termic, care datorit faptului c avem nvelitoare cu termoizolatie, are valoarea .b. Incarcarea din vant : = 0,8 ; = 120 da/N mpc.Incarcarea din praf industrial. Incarcari permanente aproximativencrcarea din praful industrial este: .

Greutatea proprie normata daN/mc150175200225250270300

Greutatea proprie a fermei14161719192121

Greutatea proprie a panei12121215151517

valoarea .Valoarea incarcari variabile totale120daN/mp +96 = 216 daN/mpIncarcarea permanenta totala14+12+10 = 36 daN/mp

Momente maxime

Stabilirea incarcarilor

Incarcarea normata asupra panei va fi:

ncrcare normat n planul inimii profilului panei:

ncrcare normat pe directie perpendicular pe planul inimii profilului panei:

Incarcarea de calcul asupra panei va fi:

unde: si reprezint coeficientul partial de sigurant pentru ncrcri permanente; si reprezint coeficientul partial de sigurant pentru ncrcri variabile; si reprezint coeficientul de simultaneitate.

ncrcare de calcul n planul inimii profilului panei:

ncrcare de calcul pe directie perpendicular pe planul inimii profilului panei:

Calculul momentelor incovoietoare-in planul inimi profilului

a. n panoul intermediar: b. n panoul marginal: - n planul perpendicular pe inima profilului panei:

Dimensionarea din considerente de rezistenta a panei . Se alege profilul panei n funcie de momentul ncovoietor din panoul intermediar, iar n panourile marginale pana se va ntri prin sudarea pe inima profilului a unor elemente suplimentare

Panoul intermediar

unde: reprezint module de rezistent dup axele x - x i y - y; reprezint rezistenta de calcul la ntindere a otelului OL 37 (Panoul marginal=>70

Conform acestor valori alegem pentru pan un profil I16, cu . Pe axa y - y, datorit prinderii suficient de dese, pana se consider suficient de rigid, indiferent de modulul .Se verific profilul la momentul ncovoietor dup axa x - x:

-Pentru panele marginale profilul se va ntri prin sudarea pe inima acestuia a dou profile U, care se aleg conform urmtorului tabel:PanI14I16I18I20I22I24I26I30

ntrireU10U12U14U14U16U18U18U20

2.3. Calculul fermei

Incrcrile normate n noduri: pentru pane intermediare: ; i=3-23 pentru pane marginale si de coam: . m=1-25Incrcrile de calcul n noduri: pentru pane intermediare: ; pentru pane marginale si de coam: .Calculul eforturilor din bare cu metoda sectiunilorEcuatia de momente a tuturor fortelor fata de punctul situal la intersectia dreptelor pe care sunt situate fortele necunoscute.Ecuatia de momente fata de nodul 5 = =47.376 daN

Talpa superioar

BaraSolicitare[daN]Modul solicitriiBaraSolicitare[daN]Modul solicitrii

1 - 342543compresiune13 - 1581254compresiune






Talpa inferioar


2 - 476534ntindere8 - 1081636ntindere


6 - 875142ntindere---

Diagonale




4 - 518666ntindere10 - 177730compresiune

4 - 97730compresiune10 - 2118666ntindere



Montani





Dimensionarea barelor fermei, care vor fi din doua profile corniere cu aripi egale.Pentru prinderea barelor n noduri vom folosi un guseu, a crui grosime se determin n funcie de eforturile din bare, cu ajutorul urmtorului tabel:Efortul n bare[kN]80 125125 200200 350350 475> 475

Grosimea guseului[mm]66 88 1010 1212 18

Stabilim grosimea guseului, ca fiind: .

Dimensionarea barelor la solicitarea de ntindere

Tensiunile din barele ntinse trebuie s satisfac urmtoarea conditie:

N reprezint valoarea efortului de ntindere; reprezint aria net a sectiunii transversale a barei; reprezint rezistenta de calcul la ntindere a otelului.De aici se calculeaz aria necesar a sectiunii transversale pentru un profil cornier, astfel:

n functie de aceast valoare se alege din tabel dimensiunile profilului cornier, precum si aria sectiunii transversale a acestuia. Se trece la verificarea barei alese cu conditia:

Dimensionarea barelor la solicitarea de compresiuneTensiunile din barele comprimate trebuie s satisfac urmtoarea conditie:

unde: N reprezint valoarea efortului de compresiune; reprezint aria net a sectiunii transversale a barei; reprezint coeficientul de flambaj; reprezint rezistenta de calcul la compresiune a otelului.Datorit formei seciunii transversale, bara apartine curbei de flambaj B. Tinnd cont de forma sectiunii transversale a barelor si de grosimea guseului, din tabel alegem valoarea coeficientilor de profil fat de axele x - x si y - y, astfel:

Lungimile de flambaj se stabilesc astfel: pentru talpa superioar: pentru talpa inferioar: , iar pentru barele diagonale si montanti: , iar unde: reprezint lungimile de flambaj dup axele x - x i y - y; reprezint lungimea teoretic a barei; reprezint deschiderea halei.

Se calculeaz coeficientii si , astfel:

Cu ajutorul acestor valori din tabel se extrag coeficientii de zveltete si , cu care dintr-un alt tabel obtinem coeficientii de flambaj si . Coeficientul final de flambaj va fi:

Dup determinarea coeficientului de flambaj se poate determina aria necesar a sectuinii transversale a profilului cornier, astfel:

n functie de aceast valoare se alege din tabel dimensiunile profilului cornier, precum si aria sectiunii transversale a acestuia.Pentru verificarea profilului ales se procedeaz astfel: din tabel se extrag razele de giratie si , n functie de alctuirea barei, dimensiunile profilelor corniere si grosimea guseului; se calculeaz coeficienti de zveltete:

cu ajutorul coeficientilor de zveltete se extrag din tabel coeficientii de flambaj si ; se determin coeficientul de flambaj se verific dac este ndeplinit conditia:

Coeficientii de zveltete trebuie s ndeplineasc urmtoarele conditii:

Valorile lui se stabilesc astfel: pentru talpa comprimat: ; pentru bare diagonale si montanti: ; pentru bare ntinse: .Prin metodele descrise mai sus se dimensioneaz barele fermei. Dimensiunile rezultate ale barelor sunt redate n urmtoarele tabele.

Talpa superioar

BaraProfilcornierAria seciunii transversale[cm2]BaraProfilcornierAria seciunii transversale[cm2]

1 - 35513 - 1555

3 - 55515 - 1755

5 - 75517 - 1955

7 - 95519 - 2155

9 - 115521 - 2355

11 - 135523 - 2555

Talpa inferioar


2 - 445,48 - 1045,4

4 - 645,410 - 1245,4

6 - 845,4---

Diagonale


1 - 226,208 - 139,60

2 - 537,408 - 1711,64

4 - 59,6010 - 1711,64

4 - 911,6410 - 219,60

6 - 911,6412 - 2137,40

6 - 139,6012 - 2526,20

Montani


2 - 311,648 - 1511,64

4 - 711,6410 - 1911,64

6 - 1111,6412 - 2311,64

Verificarea la flambaj a talpi inferioare in plan perpendicular pe planul fermei

2.4. Calculul prinderilor barelor n noduri

Barele vor fi prinse n noduri de un guseu prin suduri de colt:

n cazul prinderii tlpii superioare, pentru asigurarea rezemrii corespunztoare a panelor, guseul se coboar sub nivelul profilelor corniere cu aproximativ 10 mm.

Se stabileste grosimea cordoanelor de sudur n functie de valorile minime impuse si grosimea profilului cornier ales. Grosimile cordoanelor de sudur trebuie s satisfac urmtoarele conditii:

unde reprezint grosimea minim a elementelor ce se mbin prin sudur.Se calculeaz ariile necesare de sudur:

unde: N reprezint efortul din bar; reprezint rezistenta la forfecare a sudurii (pentru sudurile de colt ); b reprezint lungimea aripii profilului cornier; e reprezint distanta dintre coltul exterior al profilului cornier si centrul su de greutate msurat n lungul axelor sale principale (x - x i y - y).Se determin lungimile cordoanelor de sudur:

Datorit imperfectiunii sudurii la capetele cordoanelor, la lungimea de calcul se mai adaug la fiecare capt o distant egal cu grosimea sudurii. Lungimea efectiv a cordoanelor va fi:

Lungimea cordoanelor de sudur trebuie s satisfac urmtoarele conditii:

3. Calculul deplasrilor fermeiPentru a asigura conditiile optime de exploatare, se calculeaz sgeata maxim a fermei i se verific dac se ncadreaz n limitele admisibile.Calculul sgetii maxime urmreste urmtoarele etape: se calculeaz eforturile din bare, rezultate din ncrcrile normate; se calculeaz eforturile din bare, rezultate din ncrcarea fermei cu o fort de 1 daN, aplicat la mijlocul acesteia; se calculeaz deplasrile pentru fiecare bar astfel:

unde: reprezint deplasarea barei i; reprezint efortul din bara i, rezultat din ncrcrile normate; reprezint efortul din bara i, rezultat din ncrcarea de 1 daN; reprezint modulul de elasticitate al otelului; reprezint aria sectiunii transversale a barei i; reprezint lungimea teoretic a barei i.

se nsumeaz deplasrile si se obtine sgeata maxim.

Valoarea sgetii trebuie s satisfac conditia, ca: . S-a stabilit ca sgeata maxim admisibil s fie .

BaraNi[daN]ni[daN]li[cm]Ai [cm2]

Talpa superioar1-3-31870-0,56117879202,2551,7510-631,28810-3

3-5-31870-0,56117879202,2551,7510-631,28810-3

5-7-58711-1,26474211202,2551,7510-6129,86910-3

7- 9-58711-1,26474211202,2551,7510-6129,86910-3

9-11-60870-1,685102566202,2551,7510-6179,49110-3

11-13-60870-1,685102566202,2551,7510-6179,49110-3

13-15-60870-1,685102566202,2551,7510-6179,49110-3

15-17-60870-1,685102566202,2551,7510-6179,49110-3

17-19-58711-1,26474211202,2551,7510-6129,86910-3

19-21-58711-1,26474211202,2551,7510-6129,86910-3

21-23-31870-0,56117879202,2551,7510-631,28810-3

23-25-31870-0,56117879202,2551,7510-631,28810-3

Talpa inferioar2-4573341,1116369840045,44,210-6267,53210-3

4-6611561,4819057240045,44,210-6380,40210-3

6-8562911,81810233740045,44,210-6429,81510-3

8-10611561,4819057240045,44,210-6380,40210-3

10-12573341,1116369840045,44,210-6267,53210-3

BaraNi[daN]ni[daN]li[cm]Ai [cm2]

Diagonale1-2394170,69427355250,126,24,610-6125,83310-3

2-5-34710-0,7472592826937,43,410-688,15510-3

4-5139830,46765302699,613,310-686,84910-3

4-9-5791-0,432250229011,6411,910-629,77410-3

6-9-17820,345-61529011,6411,910-6-7,31910-3

6-138396-0,325-2729312,49,615,510-6-42,310-3

8-138396-0,325-2729312,49,615,510-6-42,310-3

8-17-17820,345-61529011,6411,910-6-7,31910-3

10-17-5791-0,432250229011,6411,910-629,77410-3

10-21139830,46765302699,613,310-686,84910-3

12-21-34710-0,7472592826937,43,410-688,15510-3

12-25394170,69427355250,126,24,610-6125,83310-3

Montani2-3-51600018011,647,410-60

4-7-51600024011,649,810-60

6-11-51600030011,6412,310-60

8-15-51600030011,6412,310-60

10-19-51600024011,649,810-60

12-23-51600018011,647,410-60

Sgeata3,65 cm

Metal

Documents

Transcript of Metal