2. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. 3 1 Размещение колонн в плане. 3

Название	2. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. 3 1 Размещение колонн в плане. 3
Дата	27.12.2022
Размер	2.46 Mb.
Формат файла
Имя файла	846c907f0eec938179e3820892919894.docx
Тип	Документы #866295
страница	5 из 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4. Расчет и конструирование стропильной фермы.

4.1. Сбор нагрузок на ферму.

Постоянная нагрузка

Рис. 4.1.1. Схема для постоянной нагрузки

Состав кровли был рассмотрен в табл. 3.1.2

Найдем узловые силы:

Силы F₀ и F_g приложены к колоннам и в расчете фермы не учитываются.

Опорные реакции:

Рис. 4.1.1.1. Результат расчета постоянной нагрузки

Снеговая нагрузка

Рис. 4.1.2. Схема снеговой нагрузки

Город Владивосток находится в II-ом снеговом районе (CП 20.13330.2016). Следовательно, нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли S_о = 0,7 кПа.

Расчетная линейно распределенная нагрузка от снега на ферму:

где _f – коэффициент надежности по нагрузки равен 1,4,

 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Таким образом

Узловые силы:

Опорные реакции:

Рис. 4.1.1.1. Результат расчета снеговой нагрузки
Нагрузка от рамных моментов.

Из таблицы 2 расчетных усилий находим

- максимальный момент в сечении 1-1 на левой стойке (сочетание 1, 2, 3, 4, 5^*);

М₁^max= - 491,19 кН/м;

- соответствующий ему момент на правой стойке (сочетание 1, 2, 3*, 4*, 5):

М₂^соотв.= -51,339 кН/м.

Рис. 4.1.3 Схема приложения опорных моментов

Нагрузки от распора рамы

Значения нормальных сил в ригеле слева (сочетание 1, 2, 3, 4, 5^*):

Значения нормальных сил в ригеле справа (сочетание 1, 2, 3^*,4^*,5):

Рис. 4.1.4 Схема приложения распора.

4.2. Определение усилий в стержнях фермы.

Примем следующую нумерацию стержней фермы:

По результатам расчетов стропильной фермы в программном комплексе Lira составим таблицу:

Расчетные усилия в стержнях ферм, кН.

Элемент	№ стержней	Усилия от постоянной нагрузки	Усилия от снеговой нагрузки		Усилия от рамных моментов				Усилия от распора рамы	Расчетные усилия
		Усилия от постоянной нагрузки			S₁ от М₁ = 1	S₂ от М₂ = 1	S_1М₁ М₁ = -491,19* кНм	S_2М₂ М₂ = -51,34* кНм	Усилия от распора рамы	№ нагрузок	Растяжение	№ нагрузок	Сжатие
		1	2а	2в	S₁ от М₁ = 1	S₂ от М₂ = 1	3	4	5	№ нагрузок	Растяжение	№ нагрузок	Сжатие
Верхний пояс	В₅ (В5^’)	-105,894	-199,57	-189,6	-0,198	-0,198	97,26	6,78	0	-	-	1;2а	-305,464
Верхний пояс B-1	В₁ (B₁^’)	0	0	0	-0,328	0	161,11	0	0	1;3	161,11	-	-
Нижний пояс	Н₃ (H₃^’)	110.082	207,46	186,71	0,165	0,165	-81,05	-8,47	-73,8	1;2а	317,54	-	-
Раскосы	1 – 2	-69,2	-107	-96,3	0,0464	0,0464	-22,59	2,46	0	-	-	1;2а	-176,2

4.3. Подбор сечения элементов фермы

Материал конструкций фермы – сталь С355. Для нее по табл. В.5 СП 16.13330.2017 определяем, что расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести

кН/см²

4.3.1. Подбор сечений элементов верхнего пояса фермы.

Элемент В₅

Расчетное усилие N = -305,464 кН.

Расчетные длины стержня:

см;

см.

Принимаем тавровое сечение из двух равнополочных уголков. Зададимся гибкостью в пределах рекомендуемых для поясов ферм:

Тогда условная гибкость

Тогда по табл. Д1 СП 16.13330.2017 находим,  = 0,512. Следовательно, требуемая площадь поперечного сечения:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 14010. Для него выпишем из сортамента следующие величины: А = 27,32 = 54,6 см², i_х= 4,33 см, i_у= 4,33 см (принимаем толщину фасонки 12 мм).

Действительные гибкости:

По максимальной гибкости определим условную гибкость:

По табл. Д1 СП 16.13330.2017 находим,  = 0,233

Проверим несущую способность подобранного сечения:

В соответствии с табл. 32 СП 16 предельная гибкость равна:

Следовательно, условия выполняются

Принимаем сечение из равнополочных уголков 14010.

4.3.2. Подбор сечений нижнего пояса стропильной фермы.

Элементы Н₃.

Расчетные усилия: растяжение N = 317,54 кН.

Требуемая площадь поперечного сечения:

Принимаем тавровое сечение из двух равнополочных уголков 1008. Для него выпишем из сортамента следующие величины: А = 15,62 =31,2 см², i_х= 3,07 см, i_у= 4,54 см (принимаем толщину фасонки 12 мм).

Расчетные гибкости стержня в плоскостях, перпендикулярных осям х–х и у–у, соответственно равны

Проверим несущую способность подобранного сечения:

что удовлетворяет подобранному сечению:

.

Принимаем сечение из равнобоких уголков 1008

4.3.3. Подбор сечений раскосов фермы.

Элемент 1 – 2.

Расчетное усилие N= -176,2 кН.

Расчетные длины стержня:

см;

см

Зададимся гибкостью в пределах рекомендуемых для ферм:

Тогда условная гибкость

Тогда по табл. Д1 СП 16.13330.2017 находим,  = 0,512. Следовательно, требуемая площадь поперечного сечения:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 1008. Для него выпишем из сортамента следующие величины: А = 15,62 = 31,2 см², i_х= 3,07 см, i_у= 4,52 см (принимаем толщину фасонки 12 мм).

Расчетные гибкости стержня в плоскостях, перпендикулярных осям х–х и у–у, соответственно равны

По максимальной гибкости определим условную гибкость:

По табл. Д1 СП 16.13330.2011 находим,  = 0,286

Проверим несущую способность подобранного сечения:

В соответствии с табл. 32 СП 16 предельная гибкость равна:

Следовательно, условия выполняются

Принимаем сечение из равнобоких уголков 1008.
Таблица проверки сечений стержней фермы.

Элемент

№

стерж-ней

Расчетное усилие, кН

Сечение

Сечение окончатель-ное

Пло-щадь А, см²

l_x/l_y, см

i_x/i_y, см

λх/λ_у

[λ]

φ_min

γ_c

Проверка сечения

Растяже-ние

Сжатие

Прочность N/A_n≤ R_y

(γ_c /γ_n), кН/см²

Устойчи-вость

N/φA_n≤ R_y

(γ_c /γ_n), кН/см²

Верхний пояс

В₅

-305.464

┐┌ 140×10

┐┌ 140 × 10

54,6

300/600

4,33/4,33

69,28/138,56

5,71

139,2

0,233

23,9 ≤ 35

Нижний пояс

Н₅

317.54

┐┌ 100×8

┐┌ 100 × 8

31,2

600/600

3,07/4.52

195,44/132.16

400

10,03< 35

Раскосы

1 – 2

-176.2

┐┌ 1008

┐┌ 100  8

31,2

425/425

3,07/4.52

138.44/94.02

5,73

146,4

0,286

19,75 < 35

1 2 3 4 5 6 7 8 9