Компоновка задания и расчет поперечной рамы здания с тремя равными пролетами по 18м и шагом колонн по 6м, стропильные конструкции – сегментные фермы, страница 14

Необходимое сечение поперечных стержней каркасов определяем по формуле: A_sw?N_sw/n*R_sw=(N(1-((k₂*l₁+a)/k₁*l_an)))/n*R_sw*cos φ=(228(1-((1*28+4,8)/0,78*56)))/14*29*0,76=0,18 см², где а=3*d=3*1,6=4,8 см, k₂=1; cos φ=0,76; R_sw=290 МПа; k₁=σ_s/R_s=283,6/365=0,66; σ_s=N/A_s=228/8,04=283,6 МПа; n=14 при двух каркасах и шаге S=100 мм.

Назначаем  Ш5 А – III, А_s=0,196 см².

Площадь сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле определяем по усилию: N_os=0,04*D₁=0,04*240=9,6 кН, где D₁=N_а-б=240 кН.

Площадь сечения окаймляющего стержня: A_s=N_os/n₂*R_so=96000/2*9000=0,53 см², где R_so=90 МПа во всех случаях, установленное из условия ограничения раскрытия трещин; n₂=2 – число каркасов в узле или число огибающих стержней в сечении; принят  Ш10 А – III, А_s=0,785 см².

Аналогично изложенному выполняют расчет и в других узлах. В узлах, где примыкают сжатые раскосы и стойки, проектируем поперечные стержни из конструктивных соображений Ш5 А – III с шагом 100 мм, а окаймляющие стержни Ш10 А – III.                                                          

7. Стропильные конструкции. Расчет сегментной фермы.

Расчитаем и законструируем сегментную ферму пролетом18 м при шаге ферм 12 м.

Подсчет нагрузок.

Принимаем равномерно распределенные нагрузки по табл. 1: постоянную от покрытия – нормативную qⁿ=3,82, расчетную q=4,32; временную (снеговую) соответственно pⁿ=3,2 и p=4,48, в том числе длительную p_ld=1,68  и кратковременную p_cd=2,8. 

Собственный вес фермы равен 94 кН, а на 1 м длины: 94/17,94=5,24 кН.

Распределение снеговой нагрузки в пролете фермы рассмотрено в виде равномерно распределенной нагрузки.

Подсчет узловых нагрузок.

При действии постоянной и длительной временной равномерно распределенной нагрузок: G₁=q*l₁+q_c*l_d1=72*3,44+5,76*2,9=264,38 кН; G₂=q*l₂+q_c*l_d2=72*4,06+5,76*2,965=309,4 кН; G₃=q*l₃+q_c*l_d3=72*4,454+5,76*3=337,97 кН.

Где q=(q+p_ld)*L₁=(4,32+1,68)*12=72 кН/м, q_c=5,24*1,1=5,76 кН/м, l₁=(3223,6+3664)/2=3443,8 мм, l_d1=2900 мм, l₂=(3664+4454,2)/2=4060 мм, l_d2=2965 мм, l₃=4454,2 мм, l_d3=3000 мм.

При действии кратковременной равномерно распределенной нагрузки:

P₁=p_cd*L₁*l_d1*c₁=2,8*12*2,9*1=97,44 кН; P₂=2,8*12(2,9+3)/2=99,12 кН; P₃=2,8*12*3=100,8 кН.

Суммарные узловые нагрузки:

P₁+G₁=97,44+264,38=361,82 кН; P₂+G₂=99,12+309,4=408,52 кН; P₃+G₃=100,8+337,97=438,77 кН.

 Определение усилий в элементах фермы.

                                                                                                                        Таблица 3.

Элемент	Обозначение стержня по расчетной схеме	Усилия по схеме загружения
		От постоянных и длительных нагрузок	Полное загружение
Верхний пояс	2 – а	- 1600	- 2140
	3 – б	- 1700	- 2180
	4 – в	- 1680	- 2120
	5 – д	- 1680	- 2120
	6 – е	- 1700	- 2180
	7 – ж	- 1600	- 2140
Нижний пояс	1 – а	+ 1420	+ 1900
	1 – г	+ 1700	+ 2160
	1 – ж	+ 1420	+ 1900
Раскосы	а – б	+ 280	+ 240
	в – г	- 60	- 80
	г – д	- 60	- 80
	е – ж	+ 280	+ 240
Стойки	б – в	+ 100	+ 60
	д – е	+ 100	+ 60

Расчетные характеристики бетона и арматурной стали.

Бетон класса В40 при γ_b2=0,9; R_b=0,9*22=19,8 МПа; R_bt=0,9*1,4=1,26 МПа, R_bt,ser=2,1 МПа, E_b=32500 МПа (с учетом тепловой обработки бетона); прочность бетона – к моменту обжатия R_bр=0,7*40=28 МПа. Арматурная сталь класса  А – V: R_s= МПа, R_s,ser= МПа, E_s= МПа.