Расчет и Конструирование стропильной фермы

Сбор нагрузок на ферму

Ферма пролетом 36 метра состоит из 12 панелей. Длину панелей фермы принимаем в соответствии с шириной плит покрытия, принятой равной 3м.

На стропильную ферму действуют следующие нагрузки:

- нагрузка от собственного веса фермы и покрытия;

- снеговая нагрузка.

Влияние опорных моментов в верхних сечениях колонн не учитываем.

Рисунок 8 - Расчетная схема стропильной фермы

Усилия от нагрузок определяются с использованием единичных нагрузок . Действие равномерно распределенной единичной нагрузкой заменяется сосредоточенными силами, приложенными в узлах.

                               

Рисунок 9 - Схема перехода от распределенной нагрузки к узловым

кН;

кН;

Величины опорных реакций:

 кН;

Величину нагрузки от собственного веса фермы и покрытия, а также величину снеговой нагрузки принимаем равными:

- нагрузки от собственного веса фермы и покрытия: ;

- снеговая нагрузка: .

Определение расчетных усилий в стержнях фермы, расчетных длин стержней

Величины усилий в стержнях фермы определяем с помощью построения диаграммы Максвелла-Кремоны. Значения усилий в стержнях фермы от собственного веса покрытия и снеговой нагрузки приведены в таблице 3.

Рисунок 10 - Обозначения элементов фермы

 

Таблица 3 - Усилия в стержнях фермы

Элемент фермы	Номер стержня	Усилие					Расчетные усилия
		от единичной нагрузки	qn	от постоянной нагрузки	Pcн	от снеговой нагрузки
1	2	3	4	5	6	7	8
Верхний пояс	O3-1	0	25,25	0	14,4	0	0
	O4-3	-30	25,25	-757,5	14,4	-432	-1189,5
	O5-4	-30	25,25	-757,5	14,4	-432	-1189,5
	O6-6	-48,3	25,25	-1219,6	14,4	-695,5	-1915,095
	O7-7	-48,3	25,25	-1219,6	14,4	-695,5	-1915,095
	O8-9	-54,3	25,25	-1371,1	14,4	-781,9	-2152,995
Нижний пояс	O1-2	17,4	25,25	439,35	14,4	250,56	689,91
	O1-5	40,9	25,25	1032,7	14,4	588,96	1621,685
	O1-8	52,9	25,25	1335,7	14,4	761,76	2097,485
Раскосы	1	-23,8	25,25	-600,95	14,4	-342,7	-943,67
	2	18,4	25,25	464,6	14,4	264,96	729,56
	4	-15,2	25,25	-383,8	14,4	-218,9	-602,68
	5	10,5	25,25	265,13	14,4	151,2	416,325
	7	-6,5	25,25	-164,13	14,4	-93,6	-257,725
	8	2,2	25,25	55,55	14,4	31,68	87,23
Стойки	О2-1	-1,38	25,25	-34,845	14,4	-19,87	-54,717
	3	-3	25,25	-75,75	14,4	-43,2	-118,95
	6	-3	25,25	-75,75	14,4	-43,2	-118,95
	9	-3	25,25	-75,75	14,4	-43,2	-118,95

 

Поскольку стержни фермы подбираем с учетом устойчивости, необходимо установить расчетные длины стержней и предельные гибкости элементов (таблица 4).Определяем расчетные длины сжатых стержней фермы.

, где - расстояние между центрами тяжести узлов,

- коэффициент защемления.

Сжатый пояс (верхний) слабо защемлен в узлах, так как с каждого конца к нему примыкает только по одному растянутому стержню, поэтому защемление верхнего пояса не учитывается ().

- стержни пояса ;

- опорные раскосы (1-2, 1’-2’);

- стержни раскосов ;

Расчетные длины стержней сжатого пояса из плоскости принимаются равными расстоянию между узлами, закрепленными связями по горизонтальной оси:

- верхний пояс ;

- решетка ;

Предельные гибкости стержней.

; ; ;

Гибкость особенно существенна для сжатых стержней, теряющих устойчивость при продольном изгибе.

Растянутые стержни не должны быть слишком гибкими, так как могут изогнуться при транспортировке и монтаже.

Самые жесткие ограничения предъявляются к сжатым поясам, опорным раскосам и стойкам. Для этих элементов применяются ограничения:

ВП - =120,

раскосы, сжатые стойки - =150,

НП - =250,

для растянутых стержней - =350.

 

Подбор сечения стержней

Сжатые стержни (верхний пояс, раскосы и стойки) подбираются по условию устойчивости, т.е. с учетом предельной гибкости. Поскольку сечение фермы принимается из двух уголков, то необходимо задать толщину фасонки. Она зависит от максимального усилия в стержнях.

Принимаем