Глава i металлические кровельные конструкции (стр. 15 )

Рис. 40 Типовая ферма из круглых труб

Вопросы для самоконтроля

С чего начинается конструирование узлов фермы. Какая часть поперечного сечения уголка называется пером, а какая – обушком. Как распределяются  усилия, действующие в элементе, между сварными швами по перу и по обушку. Из какого условия определяется площадь опорной плиты, на которую опирается ферма. На какое усилие рассчитываются сварные швы, крепящие плиту к фасонке и ребрам жесткости.

ГЛАВА VII.  КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1. Задание на проектирование, состав и объем проекта

Целью курсового проектирования по дисциплине «Строительные конструкции» является закрепление студентами полученных теоретических знаний по расчету элементов конструкций. Тематика проектирования отвечает учебным задачам подготовки инженеров и увязана с решением практических вопросов конструирования элементов кровли.

При выполнении курсового проекта студент должен научиться пользоваться строительными нормами, ГОСТами, типовыми проектами, а также учебной, справочной и научной литературой. В проекте должны найти отражение требования стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

В бланке задания (прил. 7) для курсового проекта указывается вид проектируемой фермы, генеральные размеры и тип кровли, район строительства, даются указания по выполнению проекта.

Выполненный проект должен состоять из:

расчетно-пояснительной записки (25 - 30 страниц формата А4); оформляется в соответствии со следующими требованиями: текст делится на разделы, подразделы и пункты; разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всей записки и обозначаться арабскими цифрами, подразделы нумеруются арабскими цифрами в пределах каждого раздела, пункты нумеруются арабскими цифрами в пределах каждого подраздела; формулы, рисунки и таблицы должны иметь самостоятельную последовательную нумерацию в пределах раздела; при ссылках на используемую литературу, рекомендованную в библиографическом списке, указывается номер источника, а также номера страниц, приложений, таблиц, пунктов указаний; написание текста записки четкое, соблюдая следующие размеры полей: левое - 20 мм, правое - 20 мм, верхнее и нижнее - 20 мм; страницы должны иметь сквозную нумерацию арабскими цифрами, проставляемыми в средине нижней части страницы; настоящие указания составлены с учетом требований и могут быть использованы студентом в качестве примера оформления пояснительной записки); рабочих чертежей в стадии КМД, выполненных на листе ватмана формата А 2 в соответствии с требованиями [15].

2. Указания к выполнению проекта

Указания составлены в той последовательности, которая рекомендуется при выполнении проектов. В примерах расчета рассматриваются варианты, наиболее характерные в практике проектирования. Студент, имея данный порядок расчетов и заключений, решает поэтапно конкретные задачи своего варианта.

2.1. Определение расчетных нагрузок на ферму

На ферму действуют два вида нагрузок:

постоянная от собственного веса конструкций покрытия; временная снеговая, которую можно отнести только к кратковременной с полным нормативным ее значением.

Пример 1.

Определить постоянную нагрузку от веса покрытия и временную снеговую нагрузку (для беспрогонного типа) при заданной конструкции кровли:

по фермам уложены крупнопанельные ж/б плиты размером 3х6 м; по плитам – утеплитель толщиной 10 см с удельным весом 6 кН/м3; асфальтовая стяжка толщиной 20 мм с удельным весом 18 кН/м3; гидроизоляционный ковер из 3-х слоев рубероида и защитного гравийно-битумного слоя. Собственная масса фермы и связей 0,35 кН/м2. Снеговой район – IV.

Решение. Величины расчетных нагрузок на 1 м2 (горизонтальной проекции) площади покрытия от собственного веса конструкции удобно определять в табличной форме (табл. 7).

                                                                       Таблица 7

№	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка от веса покрытия gн (кН/м2)	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка от веса покрытия gр (кН/м2)
1	Защитный гравийно-битумный слой h=15мм	0,30	1,3	0,390
2	3-слойный гидроизоляционный ковер	0,15	1,3	0,195
3	Асфальтовая стяжка h=20мм	0,36	1,3	0,468
4	Утеплитель-пенобетон h=100мм, γ=6,0кН/м3	0,60	1,3	0,780
5	ж/б плита ПНС-4 0,3х3х6	1,27	1,1	1,4
6	Стропильная ферма	0,30	1,05	0,315
7	Связи	0,05	1,05	0,052
Итого	3,03 кН/м2	3,6 кН/м2
8	Временная - снег по всему покрытию	1,5	1,4	2,1
Всего	4,53 кН/м2	5,70 кН/м2

При расчете удобно определять усилия в стержнях фермы отдельно от каждого вида нагрузки. Для этого вычислим узловые силы от постоянной и снеговой нагрузок по формулам:

Gузл = g·d·B                        Pузл = Р·d·B         , где

g – расчетная нагрузка (кН/м2) от веса элементов конструкции покрытия (табл.1)

Р – расчетная снеговая нагрузка;

d – длина панели верхнего пояса фермы:  d = 3м/Сosб = 3м/0,99 = 3,03 м

В – расстояние между стропильными фермами.

Gузл = 3,6·3,03·6 = 65,45 кН;         Pузл = 2,1·3,03·6 = 38,17 кН.

Пример 2.

Определить нагрузку от веса покрытия при заданной конструкции кровли:

стальной профилированный настил толщиной 1 мм, уложенный по стальным прогонам; пароизоляция – слой рубероида на мастике; плитный пенополистирол толщиной 50 мм; защитный слой рубероида; основной 3-х слойный ковер рубероида; гравий втопленный в битум (15 мм). Собственная масса фермы и связей 0,35 кН/м2 .

Решение.

Величины расчетных нагрузок на 1 м2 (горизонтальной проекции) площади покрытия от собственного веса конструкции удобно определять в табличной форме (табл.8).

Таблица 8

№	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка от веса покрытия gн (кН/м2)	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка от веса покрытия gр (кН/м2)
1	Защитный гравийно-битумный слой h=20 мм	0,40	1,3	0,520
2	3-слойный гидроизоляционный ковер	0,10	1,3	0,130
3	Утеплитель: -пенобетон h=100мм,γ=6,0кН/м3 - пенополистирол γ=0,5 кН/м3 - минераловатные плиты γ = 1-3 кН/м3  h= 80 - 100мм	γ·h	1,3	0,780
4	Пароизоляция  - слой рубероида	0,05	1,3	0,065
Профилированный настил: д = 1 мм д = 0,8 мм	0,15 0,12	1,1	0,13 0,165
5	Прогоны	0,12-0,18	1,1	0,13-0,2
6	Стропильная ферма	0,30	1,05	0,315
7	Связи	0,05	1,05	0,052
Итого	1,74 - 1,83  кН/м2	2,12 – 2,23 кН/м2

2.2. Определение усилий в стержнях фермы и подбор сечений стержней

Расчетные усилия в стержнях фермы определяются с помощью построения диаграммы Максвелла-Кремоны от единичной нагрузки.

Усилия от постоянной нагрузки находим, умножив единичные усилия на постоянную нагрузку Gузл. Усилия от снеговой нагрузки находим, умножив узловую снеговую нагрузку Pузл на наибольшее единичное усилие в стержне.

Расчетные усилия в стержнях фермы сводим в таблицу, форма которой приведена ниже (табл. 9).

Таблица 9

Наименов. эл-та	Стержень	Усилие от единичной нагрузки	Ng кН	Nр кН	Расчетное ус-ие, кН
слева	справа	с 2-х
Верхний пояс
Нижний пояс
Раскосы
Стойки

По полученным максимальным усилиям подбираем сечения стержней в соответствии с формулами, приведенными  в п.5 гл. V. Результаты подбора сечений стержней сводим в таблицу 10.

Таблица 10

Наименование стержня	Обозначение	Расчетное усилие, кН	Сечение	Площадь,  см2	Расчетная длина	Радиус инерции	Гибкость	ц мин	гс	у кН/см2
lx	ly	rx	ry	лx	лy
ВП
НП
Р
С

Пример 3.  Подбор сечений сжатых стержней (верхний пояс)