На какие нагрузки рассчитывается стропильная ферма


5.2. Порядок расчета стропильных ферм

Проектирование фермы начинают с ее компоновки. На этой стадии выбирают статическую схему и очертание фермы, назначают вид решетки и определяют генеральные размеры. Затем производят статический расчет фермы, подбор сечений элементов фермы, расчет и конструирование ее узлов.

5.2.1. Определение нагрузок на ферму

Стропильные фермы рассчитываются на нагрузки, передающиеся на них в виде сосредоточенных сил в узлах: постоянную – от веса кровли, конструкций подвесного потолка, собственного веса фермы со связями и др.; временные – от снега, а также от ветра (при уклонах кровли более 30о), подвесного подъемно-транспортного оборудования (при его наличии) и других возможных технологических нагрузок.

Равномерно распределенная нагрузка подсчитывается сначала на 1 м2 площади, затем по грузовой площади находится сосредоточенная сила, действующая на каждый узел.

При возможном загружении фермы снеговой нагрузкой на половине пролета может измениться знак усилия с «плюса» на «минус» в средних малонагруженных элементах решетки. В практических расчетах такие элементы принимаются конструктивно по предельно допустимой гибкости как сжатые (независимо от знака усилия).

При жестком сопряжении ригеля с колонной ферма в составе рамы испытывает воздействие рамных опорных моментов и продольной силы (усилия от распора) Nр, передающейся при восходящем опорном раскосе на нижний пояс фермы.

Значение опорных моментов Мл иМп принимаются при одной и той же комбинации нагрузок. При определении усилий в стержнях фермы опорные моменты заменяются двумя парами горизонтальных сил, приложенных на опорах:

Н1 = Мл/hо иН2 = Мп/hо,

где hо – высота фермы на опоре по центрам тяжести поясов.

5.2.2. Определение усилий в стержнях фермы

При работе ферм с элементами из уголков или тавров принимается допущение, что все стержни соединены в узлах шарнирно, оси всех стержней прямолинейны, расположены в одной плоскости и пересекаются в узле в одной точке.

После предварительного определения опорных реакций фермы, усилия в элементах стропильных ферм от неподвижной нагрузки определяются, как правило, графическим методом – путем построения диаграммы Максвелла-Кремоны или аналитическим методом отдельно для всех загружений. Для симметричного загружения диаграмма усилий строится для половины фермы.

При наличии опорных моментов строится диаграмма усилий от единичного момента М1, приложенного к левой опоре. Зеркальное отображение этих усилий дает значение усилий в стержнях фермы от единичного момента,

приложенного к правой опоре. Единичный момент заменяется эквивалентной парой сил Н = М1/hос плечомhо.Умножая значение усилий в стержнях фермы от единичных моментов соответственно наМлиМп, получаем фактические усилия в стержнях.

Усилия от каждого загружения оформляются в табличной форме (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Расчетные усилия в стержнях фермы, кН (форма таблицы)

Элемент фермы

Обозна-чение стержня

Постоян-ная нагрузка

Сне-говая

Опорные моменты

Расчетное усилие

ψ = 1,0

ψ = 0,9

Mл = 1

Mп = 1

Mл =… Mп =…

Номера загру-жения

Значе-ние

Лучше всего расчет ферм выполнить на ЭВМ, воспользовавшись любой из известных программ.

Для подбора сечений элементов ферм необходимо получить для каждого элемента максимально возможное усилие при самом невыгодном сочетании нагрузок.

При приложении нагрузок вне узлов фермы ее пояса рассчитываются на совместное действие продольных усилий и изгибающего момента как неразрезные балки, опирающиеся на узлы ферм. Значение изгибающего момента от сосредоточенной силы Fприближенно определяется по формуле

М = 0,9Fd/4,

где коэффициент 0,9 учитывает неразрезность пояса;

d – длина панели.

studfiles.net

Сбор нагрузок на ферму

При расчете фермы одной из первоочередных задач является нахождение нагрузок на ферму. Для этого необходимо собрать нагрузки от всех вышележащих конструкций и правильно передать их на ферму.

По способам передачи нагрузки на ферму разобьем наш расчет на 2 варианта:1. Передача сосредоточенной нагрузки на узлы фермы через прогоны2. Передача распределенной нагрузки непосредственно на верхний пояс через покрытие (профлист и тд)

Для наглядности сведем все в таблицу.

Сбор нагрузок по варианту №1 (через прогоны)

Давайте рассмотрим пример.

Есть небольшой навес, размером 6х12м (L=6м, B=3м), место строительства – г. Нижний Новгород (нормативная снеговая нагрузка – 200 кг/м2). Прогоны – швеллер 14 по ГОСТ 8240-97 (масса – 12,3 кг/м). На прогоны опирается профнастил НС35 толщиной 0.6 мм (масса – 6,4 кг/м2).

У фермы №2 и №3 самая большая грузовая площадь, а, следовательно, на эти фермы приходятся самые большие нагрузки. Расчет будем вести для фермы №2 и результаты принимать для всех ферм с целью унифицирования конструкций.

Первым делом обведем грузовые площади прогонов на данную ферму №2 (розовым).

На ферму №2 опирается 5 прогонов: два из них – крайние (№1 и №5; грузовая площадь любого = 0,752м * 3м = 2,256 м2), остальные три – средние (№2, №3, №4; грузовая площадь любого = 1,505м * 3м = 4,515 м2).

Сейчас нужно понять следующее: вся масса, которая попадает в грузовую площадь рассчитываемого прогона, переведется в сосредоточенную силу, которая будет приложена в узел фермы, где опирается данный прогон.

В грузовую площадь прогона №3 (№2, №4) попадают:

В грузовую площадь прогона №1 (№5) попадают:

Зная, что нагрузка от прогонов №2, №3 и №4 одинаковые, и, что нагрузки от прогонов №1 и №5 одинаковые, составим следующую схему:

После того, как нагрузки найдены – можете переходить к расчету усилий в ферме.

Сбор нагрузок по варианту №2 (через покрытие)

Опять же рассмотрим пример.

Тот же навес, размером 6х12м (L=6м, B=3м), место строительства – г. Нижний Новгород (нормативная снеговая нагрузка – 200 кг/м2). На верхний пояс фермы опирается профнастил НС35 толщиной 0.6 мм (масса – 6,4 кг/м2).

Рассмотрим нагрузку на ферму №2.

В грузовую площадь фермы №2 попадают следующие нагрузки:

Сосредоточенная нагрузка равная 5161 кг нам ничего не даст, потому что нам нужна распределенная нагрузка по длине верхнего пояса (строго на той длине, где опирается наше покрытие/профнастил). Для этого разделим эту нагрузку на величину опирания:

5161 кг / 6,02м = 857,31 кг/м

А вот уже эта распределенная нагрузка по длине равная 857,31 кг/м Вам и понадобится для дальнейших расчетов усилий в ферме.

А если Вы хотите задать распределенную нагрузку на площадь в калькуляторе фермы, то нагрузку 5161 кг надо поделить на площадь 18 м2 и получить 286,7 кг/м2.

Рассчитать ферму на нашем калькуляторе на сайте можно здесь либо скачать приложение на Android здесь

prostobuild.ru

3. Определение нагрузок на ферму. Определение усилий в стержнях фермы. Порядок расчета стропильных ферм.

а) постоянные нагрузки от веса кровли и собственного веса несущих конструкций покрытия; б) нагрузка от снега; в) нагрузка от ветра, г) прочие нагрузки, которые иногда прикладываются к фермам (подвесной транспорт, подвесной потолок, подвесные трубопроводы,).

Постоянные нагрузки от веса кровли, собственного веса металлических конструкций ферм, связей по покрытию принимаются равномерно распределенными.большие сосредоточенные силы учитывают по фактическому расположению.

Постоянная нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции определяется по формуле, гдеф – вес кровельной конструкции на 1 м²;α – угол наклона кровли к горизонту. При уклонах кровли до 1/8 включительно можно принимать cosα =1.

Узловые нагрузки определяют умножением погонной нагрузки на длину панели верхнего пояса d..

Нагрузка от снега по СНиП «Нагрузки и воздействия» Расчетная нагрузка на 1 м² кровли определяется умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке γf , в зависимости от отношения нормативного веса покрытия к нормативному весу снегового покрова по таблицам.

Нагрузка от ветра вызывает усилия противоположного знака по сравнению с усилиями от еса покрытия и снега. Поэтому ветровую нагрузку нужно учитыать только если она больше нагрузки от покрытия

Усилия в стержнях фермы определяют графическим или аналитическим способом т.е. любым способом строительной механики. Наиболее просто и удобно определять их графическим способом, путем построения диаграммы Максвелла—Кремоны. Необходимо построить три диаграммы усилий: от постоянной нагрузки, от снеговой нагрузки и от Моп=+1, представив момент в виде пары сил Н=Моп/hо, приложенных к поясам фермы на одной из опор. Для получения расчетных усилий составляют сочетания. Расчетные усилия для любого стержня равны сумме усилий от постоянной нагрузки, снеговой и опорных моментов с учетом соотношения коэффициентов сочетаний.

Порядок расчета–определяют нагрузки на ферму, - вычисляют узловые нагрузки, -определяют расчетные усилия в стержнях, - подбирают сечения, -рассчитывают соединения стержней, узлы и детали.

4. Большепролетные балочные конструкции покрытий. Опорные закрепления балочных конструкций.

Балочные большепролетные конструкции применяют в случаях, когда опоры не могут воспринять распорных усилий. Эти системы тяжелее рамных или арочных, но проще в изготовлении и монтаже. применяют в общественных зданиях – театрах, концертных залах, спортивных сооружениях. Основными несущими элементами при пролетах 50-70м и более являются фермы; Основными достоинствами является четкость работы, отсутствие распорных усилий и нечувствительность к осадкам опор. недостаток –большой расход стали и большая высота, вызванные требованиями жесткости. Их применяют при пролетах до 90м. Несущие фермы могут иметь различное очертание поясов и системы решеток. Сечения стержней принимают составными из сварных двутавров или прокатных профилей. они поступают на монтаж россыпью и укрупняются на месте сваркой или высокопрочными болтами. Вследствие больших опорных реакций возникает необходимость передачи их строго по оси узла фермы, иначе могут возникнуть значительные напряжения.

Четкая передача опорной реакции может быть достигнута посредством тангенциальной (рис.4) или специальной балансирной опоры (рис.5). При пролетах 60-90м становится существенным взаимное смещение опор из-за прогиба фермы и ее температурных деформаций. В этом случае одна из опор может быть катковой (рис.6), допускающей свободные горизонтальные перемещения. Большепролетные балочные системы могут состоять из трехгранных ферм с предварительным напряжением, удобных в изготовлении, транспортировке и монтаже (рис.7).Рациональной системой для пролетов 40-60м является объемно-блочная предварительно напряженная конструкция, в которой несущая конструкция совмещена с ограждающей

studfiles.net

8.5. Основы расчета стропильных ферм

Расчет стропильных ферм сводится к определению нагрузок, действующих на ферму, приложению этих нагрузок в узлы ферм, определению усилий в стержнях ферм и подбору сечения элементов ферм.

Нагрузки. Нагрузками на строительные фермы являются: постоянная - вес кровли, собственный вес конструкций и вес подвесного потолка (если он имеется), временная нагрузка от снега и ветра (в промышленных зданиях может быть еще нагрузка от подвесного подъемно - транспортного оборудования).

Как правило, нагрузки, действующие на стропильные фермы, являются равномерно распределенными и подсчитываются на 1 м2 площади покрытия. Нагрузки на узлы фермы определяются путем умножения грузовой площади одного узла на нагрузку, приходящуюся на 1 м2. Тогда сосредоточенная сила, приложенная в узел фермы, будет определяться следующим образом. Расчетное значение временной нагрузки от снега на 1м2:

, (3.1)

где S0 – характеристическое значение снеговой нагрузки равное весу снегового покрова на 1м2 грунта, принимается по ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия;

С=*Се*Сalt,

где:  - коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие [по ДБН В.1.2-2:2006],

Се – коэффициент, учитывающий режим эксплуатации кровли [по ДБН В.1.2-2:2006],

Сalt – коэффициент географической высоты, определяемый по формуле:

Сalt=1,4Н+0,3(при Н≥0,5км),

Сalt=1(при Н0,5км)

fm=1,4 при qкрн/S00,8; fm=1,6 при qкрн/S0 0,8

Узловая нагрузка на ферму:

,

где a-размер верхней панели фермы (расстояние между прогонами);

В - шаг фермы.

Предельное расчетное значение нагрузки на 1м2 кровли

Таблица 8.5.1

Составляющие нагрузки

Эксплуатационное значение нагрузки, кН/м2

Коэффициент

надежности по предельной нагрузке fm

Предельное расчетное значение нагрузки,

кН/м2

1.

Защитный слой

0,21

1,2

0,252

2.

Гидроизоляция /5 слоев на мастике/

0,2

1,1

0,22

3.

Стяжка t=20мм

=18 кН/м3

0,36

1,2

0,432

4.

Утеплитель толщиной t, объемный вес 

t·

1,3

1,3·t·

5.

Пароизоляция

0,04

1,1

0,044

6.

Железобетонная плита

1,5 – 1,8

1,1

7.

Ферма со связями

0,3 – 0,35

1,05

Итого:

q крн

q кр

Требуемая толщина утеплителя определяется теплотехническим расчетом.

Предельные расчетные значения нагрузок для других составов кровель.

Таблица 8.5.2

Элемент кровли

Эксплуатационное значение нагрузки, кН/м2

Коэффициент

надежности по предельной нагрузке fm

Предельное расчетное значение нагрузки,

кН/м2

1.

Стальной профилированный настил (t=1)

0,15

1,05

0,156

2.

Прогоны

0,12-0,18

1,05

0,126-0,189

3.

Утеплитель из пенопласта t=100мм

=0,5 кН/м3

0,05

1,2

0,06

Определение усилий в стержнях ферм обычно осуществляется графическим методом путем построения диаграммы Максвелла - Кремоны или на ЭВМ с помощью прикладных программ «ЛИРА» или «СКАД». При этом считают, что все стержни соединяются в узлах шарнирно и стропильные фермы представляют собой статически определимые системы. Определение площади сечения элементов ферм производится на суммарные, наибольшие усилия, действующие в элементах.

Чаще всего стержни легких стропильных ферм компонуются из 2х равнополочных или неравнополочных уголков, расположенных тавром. Так, для верхнего сжатого пояса более рациональным являются применение 2-х неравнополочных уголков составленных короткими полками вместе (рис. 8.12.а), хотя возможно использование и равнополочных уголков (рис. 8.12.б). Стойки и раскосы обычно принимают из 2-х равнополочных уголков, расположенных тавром (рис. 8.12.в). Сечения элементов ферм могут быть из одиночных уголков, из труб, тавров и гнутых тонкостенных профилей (рис. 8.12 г, д, е).

Так как стержни ферм в узлах соединяются между собой при помощи фасонок, то для их пропуска между уголками оставляется соответствующий зазор.

Подбор сечения сжатых стержней назначается с определения требуемой площади:

,

где  - коэффициент продольного изгиба,

n – коэффициент надежности по уровню ответственности здания,

с - коэффициент условий работы.

При предварительном подборе сечения задаемся гибкостью =100…60 для поясов и =120…80 для решетки (меньше значения  для трубчатых ферм). Важно правильно определить lx,ef; ly,ef  расчетные длины элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы

,

где  - коэффициент приведения расчетной длины, зависящий от вида закрепления концов стержня. В фермах из уголков и тавров для поясов и опорного раскоса принимается равным 1, для элементов решетки в плоскости фермы – 0,8; а из плоскости - 1; в фермах из труб и гнутых профилей замкнутого сечения с бесфасоночными узлами для элементов решетки – 0,9 как в плоскости так и из плоскости фермы; l - геометрическая длина стержня, в плоскости фермы определяется расстоянием между закрепленными точками /закрепление возможно связевыми распорками, прогонами, закрепленными в узлах связевых ферм, жесткими плитами или панелями покрытия/, для элементов решетки расстояние между узлами.

Минимальный профиль уголка, применяемый в стропильных фермах 50 х 5.

studfiles.net

4. Расчет стропильной фермы

Генеральными размерами фермы являются ее пролет и высота. В нашем случае при­менена ферма трапециидальной формы. Длины стержней решетки определяем графическим способом.

Рис 3. Геометрическая схема фермы

4.2 Определение расчетных узловых нагрузок

Основными нагрузками на стропильные фермы являются: постоянные - от массы не­сущих и ограждающих несущих конструкций покрытия и временные - от снега.

Все нагрузки, действующие на ферму, принимаются приложенными к узлам, на кото­рые опираются прогоны.

Расчетная постоянная нагрузка на узел фермы Fп=qп*d=7,968*3=23,904 кН.

Временная узловая нагрузка от снега FCH = рсн *d = 14,4*3=43,2 кН.

Так как сопряжение фермы с колонной принято жестким, в элементах фермы возни­кают дополнительные усилия от рамных моментов на ее опорах. Вследствие этого в опорных сечениях возникают горизонтальные пары сил h2=Mл/hоп=286,967/2,36=121,6 кН и Н2=Mпр/hоп=4,645/2,36=1,97 кН.

Величины Мл и Мпр принимаем из таблицы расчетных усилий колонны для ее верхне­го сечения (4-4).

4.3 Определение усилий в стержнях фермы

При расчете фермы предполагается, что все стержни в узлах соединены шарнирно, оси всех стержней прямолинейны. Стержни такой системы работают только на осевые силы - растяжение или сжатие. Усилия в стержнях фермы определим графическим методом - по­строением диаграммы Максвела-Кремона. Определим отдельно усилия от постоянной, сне­говой нагрузок и опорных моментов. Вначале определим усилия для единичных воздействий F = 1 и М = +1, а затем вычислим расчетные усилия путем умножения усилий от единичных загружений на их фактические значения.

Рис 4. Расчетные схемы фермы

4.4 Составление таблицы расчетных усилий в стержнях фермы

Элем. фермы

Обознач. стержня

Усилия от узловой вертикальной нагрузки F, кН

Усилия от опорного момента Моп, кНм

Расчетные усилия

Р=1

слева

Р=1

справа

Fп=

23,90

Снеговая нарг.= 43,2

Млев

=1

Мпр

=1

Мп

= - 43,524

Мсн

= - 78,712

Моп мах

= -286,

967

Моп соот

= 4,645

Моп мin

= 151,05

Моп соот

= -140,56

ψ = 1

ψ = 0,9

слева

спр

по прол.

сж

раст

сж

раст

Нижний пояс

Н-1

0

0

0

0

0

0

0,424

0

-18,45

-33,37

-121,67

0

64,045

0

51,83

158,0

39,18

Н-3

2,988

1,195

99,97

129,08

51,62

180,70

0,349

0,050

-17,36

-31,40

-100,15

0,232

52,716

-7,028

231,9

7,32

258,1

Н-5

4,511

2,256

161,73

194,87

97,45

292,33

0,282

0,094

-16,36

-29,59

-80,92

0,436

42,596

-13,212

408,1

408,3

Н-7

4,804

3,203

191,36

207,53

138,36

345,90

0,223

0,134

-15,53

-28,10

-63,99

0,622

33,684

-18,835

493,6

475,2

Н-9

4,054

4,054

193,78

175,13

175,13

350,26

0,169

0,169

-14,71

-26,60

-48,49

0,785

25,527

-23,754

502,7

471,9

Верхний пояс

В-2

-1,542

-0,617

-51,60

-66,61

-26,65

-93,26

-0,386

-0,026

17,93

32,42

110,76

-0,12

-58,305

3,654

94,5

137,6

71,1

В-4

-3,777

-1,743

-131,92

-163,16

-75,29

-238,46

-0,315

-0,073

16,88

30,54

90,39

-0,339

-47,580

10,260

322,9

355,8

В-6

-4,668

-2,746

-177,19

-201,65

-118,62

-320,28

-0,252

-0,114

15,93

28,80

72,31

-0,529

-38,064

16,023

452,7

443,42

В-8

-4,425

-3,644

-192,84

-191,16

-157,42

-348,58

-0,195

-0,152

15,10

27,31

55,95

-0,706

-29,454

21,365

499

474,2

Раскосы

1-2

2,871

1,148

96,05

124,02

49,59

173,62

-0,072

0,048

1,04

1,88

20,66

0,222

-10,875

-6,746

272,6

273,9

2-3

-2,823

-1,129

-94,45

-121,95

-48,77

-170,72

0,071

-0,047

-1,04

-1,88

-20,37

-0,218

10,724

6,606

268,1

269,4

3-4

1,528

1,064

61,94

66,01

45,96

111,97

-0,067

0,044

1,00

1,81

19,22

0,204

-10,120

-6,184

176,7

182,8

4-5

-1,506

-1,048

-61,04

-65,05

-45,27

-110,33

0,066

-0,044

-0,95

-1,73

-18,93

-0,204

9,969

6,184

174,1

180,1

5-6

0,306

0,991

30,99

13,21

42,81

56,03

-0,062

0,041

0,91

1,65

17,79

0,190

-9,365

-5,762

89,6

100

6-7

-0,303

-0,978

-30,61

-13,08

-42,24

-55,33

0,062

-0,041

-0,91

-1,65

-17,79

-0,190

9,365

5,762

88,5

98,99

7-8

-0,817

0,927

2,62

-35,29

40,04

4,75

-0,058

0,039

0,82

1,49

16,64

0,181

-8,760

-5,481

45,0

39,79

55,98

8-9

0,808

-0,917

-2,60

34,90

-39,61

-4,71

0,058

-0,04

-0,87

-1,57

-16,64

-0,176

8,760

5,341

44,65

29,86

55,68

39,22

studfiles.net

4. Расчет стропильной фермы

Генеральными размерами фермы являются ее пролет и высота. В нашем случае при­менена ферма трапециидальной формы. Длины стержней решетки определяем графическим способом.

Рис 3. Геометрическая схема фермы

4.2 Определение расчетных узловых нагрузок

Основными нагрузками на стропильные фермы являются: постоянные - от массы не­сущих и ограждающих несущих конструкций покрытия и временные - от снега.

Все нагрузки, действующие на ферму, принимаются приложенными к узлам, на кото­рые опираются прогоны.

Расчетная постоянная нагрузка на узел фермы Fп=qп*d=7,968*3=23,904 кН.

Временная узловая нагрузка от снега FCH = рсн *d = 14,4*3=43,2 кН.

Так как сопряжение фермы с колонной принято жестким, в элементах фермы возни­кают дополнительные усилия от рамных моментов на ее опорах. Вследствие этого в опорных сечениях возникают горизонтальные пары сил h2=Mл/hоп=286,967/2,36=121,6 кН и Н2=Mпр/hоп=4,645/2,36=1,97 кН.

Величины Мл и Мпр принимаем из таблицы расчетных усилий колонны для ее верхне­го сечения (4-4).

4.3 Определение усилий в стержнях фермы

При расчете фермы предполагается, что все стержни в узлах соединены шарнирно, оси всех стержней прямолинейны. Стержни такой системы работают только на осевые силы - растяжение или сжатие. Усилия в стержнях фермы определим графическим методом - по­строением диаграммы Максвела-Кремона. Определим отдельно усилия от постоянной, сне­говой нагрузок и опорных моментов. Вначале определим усилия для единичных воздействий F = 1 и М = +1, а затем вычислим расчетные усилия путем умножения усилий от единичных загружений на их фактические значения.

Рис 4. Расчетные схемы фермы

4.4 Составление таблицы расчетных усилий в стержнях фермы

Элем. фермы

Обознач. стержня

Усилия от узловой вертикальной нагрузки F, кН

Усилия от опорного момента Моп, кНм

Расчетные усилия

Р=1

слева

Р=1

справа

Fп=

23,90

Снеговая нарг.= 43,2

Млев

=1

Мпр

=1

Мп

= - 43,524

Мсн

= - 78,712

Моп мах

= -286,

967

Моп соот

= 4,645

Моп мin

= 151,05

Моп соот

= -140,56

ψ = 1

ψ = 0,9

слева

спр

по прол.

сж

раст

сж

раст

Нижний пояс

Н-1

0

0

0

0

0

0

0,424

0

-18,45

-33,37

-121,67

0

64,045

0

51,83

158,0

39,18

Н-3

2,988

1,195

99,97

129,08

51,62

180,70

0,349

0,050

-17,36

-31,40

-100,15

0,232

52,716

-7,028

231,9

7,32

258,1

Н-5

4,511

2,256

161,73

194,87

97,45

292,33

0,282

0,094

-16,36

-29,59

-80,92

0,436

42,596

-13,212

408,1

408,3

Н-7

4,804

3,203

191,36

207,53

138,36

345,90

0,223

0,134

-15,53

-28,10

-63,99

0,622

33,684

-18,835

493,6

475,2

Н-9

4,054

4,054

193,78

175,13

175,13

350,26

0,169

0,169

-14,71

-26,60

-48,49

0,785

25,527

-23,754

502,7

471,9

Верхний пояс

В-2

-1,542

-0,617

-51,60

-66,61

-26,65

-93,26

-0,386

-0,026

17,93

32,42

110,76

-0,12

-58,305

3,654

94,5

137,6

71,1

В-4

-3,777

-1,743

-131,92

-163,16

-75,29

-238,46

-0,315

-0,073

16,88

30,54

90,39

-0,339

-47,580

10,260

322,9

355,8

В-6

-4,668

-2,746

-177,19

-201,65

-118,62

-320,28

-0,252

-0,114

15,93

28,80

72,31

-0,529

-38,064

16,023

452,7

443,42

В-8

-4,425

-3,644

-192,84

-191,16

-157,42

-348,58

-0,195

-0,152

15,10

27,31

55,95

-0,706

-29,454

21,365

499

474,2

Раскосы

1-2

2,871

1,148

96,05

124,02

49,59

173,62

-0,072

0,048

1,04

1,88

20,66

0,222

-10,875

-6,746

272,6

273,9

2-3

-2,823

-1,129

-94,45

-121,95

-48,77

-170,72

0,071

-0,047

-1,04

-1,88

-20,37

-0,218

10,724

6,606

268,1

269,4

3-4

1,528

1,064

61,94

66,01

45,96

111,97

-0,067

0,044

1,00

1,81

19,22

0,204

-10,120

-6,184

176,7

182,8

4-5

-1,506

-1,048

-61,04

-65,05

-45,27

-110,33

0,066

-0,044

-0,95

-1,73

-18,93

-0,204

9,969

6,184

174,1

180,1

5-6

0,306

0,991

30,99

13,21

42,81

56,03

-0,062

0,041

0,91

1,65

17,79

0,190

-9,365

-5,762

89,6

100

6-7

-0,303

-0,978

-30,61

-13,08

-42,24

-55,33

0,062

-0,041

-0,91

-1,65

-17,79

-0,190

9,365

5,762

88,5

98,99

7-8

-0,817

0,927

2,62

-35,29

40,04

4,75

-0,058

0,039

0,82

1,49

16,64

0,181

-8,760

-5,481

45,0

39,79

55,98

8-9

0,808

-0,917

-2,60

34,90

-39,61

-4,71

0,058

-0,04

-0,87

-1,57

-16,64

-0,176

8,760

5,341

44,65

29,86

55,68

39,22

studfiles.net

5. Расчет стропильной фермы.

Рис. 20. Расчетная схема фермы для нагрузок от массы кровли, снега собственного веса.

Рис. 21. Эпюра усилий N в элементах фермы нагрузок от массы кровли, снега собственного веса.

Рис. 22. Расчетная схема фермы для нагрузок от давления кран-балки.

Рис. 23. Эпюра усилий N в элементах фермы от давления кран-балки.

5.1. Определение расчетных нагрузок.

На ригель рамы действуют нагрузки, приложенные к ригелю (от массы кровли, покрытия и несущих конструкций, снеговая нагрузка).

Все нагрузки приводятся к узловым:

расчетная распределенная линейная от массы кровли, покрытия и несущих конструкций принимаем из расчета рамы:

Узловые силы на ферму находят умножением расчетной нагрузки на длину панели верхнего пояса d = 2,35м:

расчетная распределенная линейная от массы снегового покрова принимаем из расчета рамы:

Узловые силы на ферму находят умножением расчетной нагрузки на длину панели верхнего пояса d = 2,35м:

Общая узловая сила от снега и собственной массы кровли:

расчетная сосредоточенная от давления крана принимаем из расчета рамы:

Опорные реакции фермы:

Определяем усилия в стержнях фермы раздельно от двух загружений (собственная масса конструкций кровли и несущих конструкций, масса снегового покрова и давления крана) с помощью ЭВМ.

Определение расчетных длин всех стержней определены в табл.5.

5.2. Подбор сечений стержней.

В ферме-ригеле рамы имеются центрально-сжатые и центрально-растянутые стержни. Подбор сечения начинаем со стержня 6-е. Расчетное усилие составляет -249,19 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух неравнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два неравнополочных уголка сечением 110×70×8 с геометрическими характеристиками: А=2Ауг=2∙13,9=27,8 см2; ix=1,98 см; iу=5,41 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня 5-д. Расчетное усилие составляет -249,19 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух неравнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два неравнополочных уголка сечением 110×70×8 с геометрическими характеристиками: А=2Ауг=2∙13,9=27,8 см2; ix=1,98 см; iу=5,41 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня 4-в. Расчетное усилие составляет -117,79 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух неравнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два неравнополочных уголка сечением 110×70×8 с геометрическими характеристиками: А=2Ауг=2∙13,9=27,8 см2; ix=1,98 см; iу=5,41 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня 3-а. Расчетное усилие составляет -117,79 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух неравнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два неравнополочных уголка сечением 110×70×8 с геометрическими характеристиками: А=2Ауг=2∙13,9=27,8 см2; ix=1,98 см; iу=5,41 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня 1-ж. Расчетное усилие составляет +262,71 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух неравнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два неравнополочных уголка сечением 110×70×8 с геометрическими характеристиками: А=2Ауг=2∙13,9=27,8 см2; ix=1,98 см; iу=5,41 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня 1-г. Расчетное усилие составляет +200,88 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух неравнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два неравнополочных уголка сечением 110×70×8 с геометрическими характеристиками: А=2Ауг=2∙13,9=27,8 см2; ix=1,98 см; iу=5,41 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Усилия в стержне 1-а равны нулю, поэтому его сечение подбираем конструктивно.

Подбор сечения стержня 2-а. Расчетное усилие составляет +262,94 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два равнополочных уголка сечением 90×7 с геометрическими характеристиками: А= 2Ауг = 2∙12,3 = 24,6 см2; ix = 2,77 см; iу = 4,06 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня а-б. Расчетное усилие составляет +267,6 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два равнополочных уголка сечением 90×7 с геометрическими характеристиками: А= 2Ауг = 2∙12,3 = 24,6 см2; ix = 2,77 см; iу = 4,06 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня б-в. Расчетное усилие составляет -45,3 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два равнополочных уголка сечением 56×5 с геометрическими характеристиками: А= 2Ауг = 2∙5,41= 10,82 см2; ix = 1,72 см; iу = 2,69 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня в-г. Расчетное усилие составляет -136,42 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два равнополочных уголка сечением 90×7 с геометрическими характеристиками: А= 2Ауг = 2∙12,3= 24,6 см2; ix = 2,77 см; iу = 4,06 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня г-д. Расчетное усилие составляет +79,31 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два равнополочных уголка сечением 90×7 с геометрическими характеристиками: А= 2Ауг = 2∙12,3= 24,6 см2; ix = 2,77 см; iу = 4,06 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня д-е. Расчетное усилие составляет -45,3 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два равнополочных уголка сечением 56×5 с геометрическими характеристиками: А= 2Ауг = 2∙5,41= 10,82 см2; ix = 1,72 см; iу = 2,69 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Подбор сечения стержня е-ж. Расчетное усилие составляет -22,19 кН, расчетная длина:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков. Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения (принимая ):

По сортаменту принимаем два равнополочных уголка сечением 90×7 с геометрическими характеристиками: А= 2Ауг = 2∙12,3= 24,6 см2; ix = 2,77 см; iу = 4,06 см; (толщина фасонки t = 12 мм); Ry = 240 МПа.

Максимальная гибкость принятого стержня:

По табл. К.1 приложение К ДБН В.2.6.-163:2010 с помощью интерполяции находим .

Проверяем устойчивость стержня по формуле:

Сечение стержня ж-ж' подбираем конструктивно. Принимаем из двух равнополочных уголков 50×4.

Расчет и конструирование узлов фермы. Толщину фасонок принимаем в зависимости от усилий в элементах решетки: фасонки имеют толщину t = = 10 мм.

studfiles.net


Смотрите также

Сайт о Бане - проект, посвященный строительству, эксплуатации и уходу за русской баней. Большой сборник статей, который может быть полезен любому любителю бани

Содержание, карта сайта.