Металлические конструкции. Примеры расчёта элементов конструкций одноэтажных производственных зданий (стр. 19 )

Для и m=2,4 по табл. 75 [6] jе=0,255.

Проверка колонны из плоскости действия момента не нужна, так как её устойчивость обеспечена устойчивостью отдельных ветвей. Базу принимают раздельной для каждой ветви колонны. Расчёт базы аналогичен показанному в 7.4.

10. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

10.1. 0бщие положения конструирования.

Расчет стропильной фермы выполняется в такой последовательности:

- установление геометрической и расчетной схем фермы;

- сбор нагрузок на ферму;

- определение усилий в стержнях фермы;

- подбор сечений стержней фермы;

- конструирование и расчет узлов фермы.

В расчете принята унифицированная геометрическая схема стропильной фермы. В соответствии с унификацией пролеты фермы равны 18, 24, 30 и 36 м.

Высоту фермы на опоре при уклоне кровли i= 1: 8 или 1: 12 при­нимают 2,2 м. Высоту фермы посередине пролета определяют в зависимости от заданного уклона кровли. Высоту фермы на опоре при уклоне кровли i= 1,5 % принимают равной 3,15 м.

Длина панели нижнего пояса фермы от узла до узла равна 6м, верхнего пояса по горизонтали - 3 м. Опорные раскосы восходящие. При уклоне кровли учитывают угол наклона панели верхнего пояса. Допускают, что все стер­жни в узлах соединены шарнирно. Это допущение возможно для гибких стержней, у которых отношение высоты сечения стержня к его расчетной длине менее 0,1.

Стропильную ферму рассчитывают на следующие на­грузки:

- вес покрытия по ферме и собственный вес фермы со связями;

- снеговая нагрузка;

- нагрузка опорными моментами от обеих колонн одно­временно (при жёстком прикреплении стропильной фермы к колоннам рамы).

Моменты принимают равными наибольшей сумме однозначных изгибающих моментов для реально возможных комбинаций воздей­ствия нагрузок на колонну.

Вся нагрузка, действующая на ферму, принимается при­ложенной к узлам фермы.

Усилия в стержнях фермы определяют аналитическим спосо­бом. Для каждого вида нагрузки (пocтоянная от покрытия, времен­ные - снеговая, опорные моменты) усилия в стержнях фермы определяют отдельно. Находят усилия в стержне от постоянной, снеговой нагрузок и опорных моментов. Далее рассматриваются ком­бинации усилий в стержнях как результат суммирования усилий при наиболее не выгодном загружении для возможных сочетаний нагру­зок. При этом, если опорный момент вызывает разгрузку элемента, то это уменьшение усилия не учитывается. Результаты статического расчета и рассмотрения сочетаний нагрузок удобно записывать и вы­полнять в табличной форме (табл. 4).

Сечения элементов подбирают и проверяют несущую способ­ность стержня по расчетному (наибольшему) усилию в соответствии с рекомендациями п. п. 5.1.-5.4 [6].

При конструировании стропильной фермы со стержнями из парных уголков сечения элементов фермы следует принимать: для поясов - из неравнобоких уголков, поставленных широкими полка­ми вместе; то же для первого сжатого (опорного) раскоса; для про­чих элементов - из равнобоких уголков. Уголки, применяемые для решетки, должны быть не менее 50 х 5 мм.

Методика подбора сечений стержней фермы, проверки их не­сущей способности изложены в [1,2,4,8].

Таблица 4

Расчетные усилия в стержнях стропильной фермы, кН

Элемент	№ стержня	Усилия от Р=1 кН	Усилия от единичных опорных моментов	Постоянная нагрузка Рп=39,75 кН	Снеговая нагрузка Рс=50,4 кН	Нагрузка от опорных моментов	Усилие в стержнях
Млев= 1 кН.	Мпр= 1 кН	Млев= 1011 кНм	Мпр= 324 кНм	Сжатие	Растяжение
1	2	3	4	58	6	7	8	9	10	11
Верхний пояс	В1	0	-0,46	0	0	0	465	0	-	465
В2	-10,25	-0,28	-0,06	-407	-517	283	19	924	-
В3	-10,25	-0,28	-0,06	-407	-517	283	19	924	-
В4	-13,08	-0,18	-0,09	-520	-659	182	29	1179	-
В5	-13,08	-0,18	-0,09	-520	-659	182	29	1179	-
В6	-13,23	-0,11	-0,11	-526	-667	111	36	1193	-
Нижний пояс	Н1	6,40	0,36	0,03	254	323	-364	-10	-	577
Н2	12,20	0,23	0,08	485	615	-233	-26	-	1100
Н3	12,87	0,14	0,10	512	649	-142	-32	-	1161
Раскосы	1-2	-8,44	0,13	-0,02	-355	-425	-131	7	884	-
2-3	4,95	-0,10	0,02	197	249	101	-10	-	537
4-5	-3,00	0,09	-0,03	-119	-151	-91	10	351	-
5-6	1,19	-0,07	0,04	47	60	71	-13	-	165
7-8	0,02	0,06	-0,04	8	10	-61	13	40	-
8-9	-1,26	-0,05	0,05	-50	-64	51	-16	114	-
Стойки	3-4	-1,00	0	0	-40	-50	0	0	90	-
6-7	-1,00	0	0	-40	-50	0	0	90	-
9-9	0	0	0	0	0	0	0	-	-

Таблица 5.

Таблица подбора и проверки сечений стержней фермы

Элемент	№ стер-жня	Расче-тное усилие N, кН	Сечение	А, см2	lx, см	ly, см	rx, см	ry, см	lх	lу	[l]	j	gc	Проверка сечения
Прочность , МПа	Устойчивость , МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Верхний пояс	В1	+465	180х110х10	56,6	302	302	5,80	4,43	52	68	400	-	0,95	82=228	-
В2	-924	180х110х10	56,6	302	302	5,80	4,43	52	68	120	0,76	0,95	-	215=228
В3	-924	180х110х10	56,6	302	302	5,80	4,43	52	58	120	0,76	0,95	-	215=228
В4	-1179	200х125х11	69,8	302	302	6,45	5,00	47	60,4	120	0,80	0,95	-	211=228
В5	-1179	200х125х11	69,8	302	302	6,45	5,00	47	60,4	120	0,80	0,95	-	211=228
В6	-1193	200х125х11	69,8	302	302	6,45	5,00	47	60,4	120	0,80	0,95	-	214=228
Нижний пояс	Н1	+577	125х80х7	28,2	600	600	4,01	3,39	151	177	400	-	0,95	204=228	-
Н2	+1100	180х110х10	56,6	600	1200	5,80	4,43	103	268	400	-	0,95	204=228	-
Н3	+1162	180х110х10	56,6	600	1200	5,80	4,43	103	268	400	-	0,95	205=228	-
Раскосы	1-2	-884	200х125х11	69,8	396	396	6,45	5,00	61	79	120	0,68	0,95	-	186=228
2-3	+537	90х7	26,6	317	396	2,77	4,21	114	94	400	-	0,95	202=228	-
4-5	-351	125х9	44,0	359	448	3,86	5,63	93	80	150	0,59	0,80	-	135=192
5-6	+165	50х5	9,6	359	448	1,72	2,85	208	179	400	-	0,95	171=228	-
7-8	-40	90х7	26,6	405	506	2,77	4,21	146	120	150	0,29	0,80	-	52=192
8-9	-114	90х7	26,6	405	506	2,77	4,21	146	120	150	0,29	0,80	-	148=192
Стойки	3-4	-90	70х5	13,72	236	295	2,16	3,38	109	87	150	0,48	0,80	-	137=192
6-7	-90	70х5	13,72	296	370	2,16	3,38	134	109	150	0,34	0,80	-	193=192
9-9	0	50х5	9,6	356	445	1,37	2,42	260	183	400	-	-	-	-

Прикреплять элементы решетки и уголков к фасонке рекомендуется двумя фланговыми швами. Требуемые площади швов при этом распределяются по обушку и перу уголка обратно пропорционально их расстояниям до оси стержня. В зависимости от типа уголка долю силы, приходящуюся на фланговые швы обушка и пера, можно принять: равнобокие уголки – на обушке 0,7 N, неравнобокие, прикрепляемые короткой стороной - на обушке 0,75 N, то же прикрепляемые длинной стороной – 0,68 N.