Проектирование стропильной фермы. Сбор нагрузок на ферму. Снеговая нагрузка

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Проектирование стропильной фермы

Проектируем стропильную ферму с параллельными поясами (уклон верхнего пояса 2,5%) из широкополочных двутавров, решеткой из гнутозамкнутых профилей.

Сопряжение ригеля с колонной – жесткое, ферма опирается на колонну сбоку.

Ферму разбиваем на две отправочные марки.

Материал поясов и решетки – сталь С245, (, для листового проката толщиной 10…20 мм).

Сбор нагрузок на ферму

Постоянная нагрузка.

Нагрузка от массы покрытия .

Узловые сосредоточенные силы:

, где – грузовая площадь, нагрузка с которой собирается на узел;

 – ширина панели покрытия.

Крайние узловые силы приложены к колоннам и в расчете фермы не учитываются.

Опорные реакции .

Рис. 6.1

 

Снеговая нагрузка.

Коэффициент , учитывающий неравномерное распределение снега по покрытию и возможность образования снеговых мешков у перепадов высот (при наличии фонаря) и зависит от конфигурации кровли.

Рис. 6.2

 

Для зданий без фонарей, перепадов высот и углом наклона кровли  .

Расчетная нагрузка .

Узловые нагрузки:

.

Опорные реакции .

Нагрузка от рамных моментов.

При жестком сопряжении ригеля с колонной в элементах фермы возникают усилия от рамных моментов на опорах. Значения опорных моментов  и  берут из таблицы расчетных усилий колонны для сечения 4–4, при этом, взяв момент для левой опоры , нужно определить опорный момент для правой опоры  при том же сочетании нагрузок.

При определении опорных моментов следует учитывать первую комбинацию с максимальным по абсолютному значению моментом, вызывающую наибольшее растягивающее усилие в крайней панели верхнего пояса, и вторую комбинацию моментов без учета снеговой нагрузки для определения возможного сжимающего усилия в нижнем поясе. 

Первая комбинация:

 (сочетание 1, 2, 3, –5, 8);

 (1, 2, 4, –6, 7).

Вторая комбинация (то же, без учета снеговой нагрузки):

 (1, 3, –5, 8);

 (1, 4, –6, 7).

Для определения усилий от опорных моментов удобно построить диаграммы от единичного момента, приложенного на левой опоре. Зеркальное отображение этих усилий дает значение усилий в стержнях фермы от единичного момента, приложенного к правой опоре.

При вычерчивании фермы за расчетную высоту принимается расстояние между осями поясов. Сумму привязок осей поясов двутаврового сечения к их внешним граням можно принять равной 200 мм.

Расчетные усилия получаются путем умножения значений, полученных от загружения фермы единичным моментом на соответствующие величины. Для построения диаграммы единичный момент заменяется парой сил с плечом, равным расчетной высоте фермы на опоре:

.

Вертикальные опорные реакции фермы равны:

, где  – расчетная длина фермы (расстояние между опорами).

Рис. 6.3

 

Нагрузка от распора рамы.

В стропильных фермах, входящих в состав поперечной рамы, возникают усилия от распора (продольная сила в ригеле). По принятому конструктивному решению узла сопряжения фермы и колонны распор рамы воспринимается нижним поясом фермы. Можно принять, что усилие в нижнем поясе меняется линейно.

Первая комбинация:

 (сочетание 1, 2, 3, –5, 8);

 (1, 2, 4, –6, 7).

Вторая комбинация (то же, без учета снеговой нагрузки):

 (1, 3, –5, 8);

 (1, 4, –6, 7).

Рис. 6.4

 

Определение усилий в стержнях фермы.

Усилия определяются отдельно для каждой нагрузки с помощью построения диаграммы Максвелла-Кремоны.

При вычерчивании фермы за расчетную высоту принимается расстояние между осями поясов. Сумму привязок осей поясов двутаврового сечения к их внешним граням можно принять равной 200 мм. Уклоном фермы пренебрегаем.

Для симметричных нагрузок (постоянная и снеговая) достаточно построить диаграмму усилий только для половины фермы.

Усилия от всех видов загружения сводим в таблицу расчетных усилий в стержнях фермы. Находим суммарные расчетные усилия. Усилия от распора рамы и опорных моментов учитываем только в том случае, если они догружают стержень или меняют знак усилия. При учете усилий от опорных моментов, снеговая нагрузка вводится с коэффициентом сочетания , так как опорные моменты определены от нескольких кратковременных нагрузок.


Таблица 6.1. Расчетные усилия в стержнях фермы

Элемент

№ стерж-ней

Усилия от постоянной нагрузки

Усилия от снеговой нагрузки

Усилия от опорных моментов

Усилия от распора рамы

Расчетные усилия

S1 от  

S2 от

S1М1

S2М2

№ нагрузок

растя-жение

№ нагрузок

сжатие

1

3

4

5

Верхний пояс

В–1

0

0

0

–0,038

–0,68

42,660

644,841

3, 4

687,501

В–3

–524,864

–604,910

–544,419

–0,393

–0,626

441,190

593,633

1, 3, 4

509,959

1129,774

В–4

–524,864

–604,910

–544,419

–0,393

–0,626

441,190

593,633

В–6

–868,322

–1000,808

–900,727

–0,451

–0,567

506,302

537,683

1, 3, 4

175,663

1869,13

В–7

–868,322

–1000,808

–900,727

–0,451

–0,567

506,302

537,683

В–9

–982,857

–1133,070

–1019,763

–0,509

–0,509

571,414

482,682

1, 3, 4

71,239

2115,927

Ниж-ний пояс

Н–2

267,507

308,071

277,264

0,364

0,655

–264,144

–361,131

–190,339

575,578

1, 3, 4, 5

–548,107

Н–5

725,35

835,787

752,208

0,422

0,597

–306,233

–329,153

–175,330

1561,137

1, 3, 4, 5

–85,366

Н–8

954,41

1099,867

989,880

0,48

0,538

–348,322

–296,624

–160,321

1, 2

2054,277

Решетка

1–2

–425,125

–471,093

–423,984

–0,038

0,038

42,660

–36,035

1, 2

896,218

2–3

373,3

416,287

374,658

0,041

–0,041

–46,027

38,880

1, 2

789,587

4–5

–290,4

–323,848

–291,463

–0,041

0,041

46,027

–38,880

1, 2

614,248

5–6

207,48

231,409

208,268

0,041

–0,041

–46,027

38,880

1, 2

438,889

7–8

–124,491

–138,970

–125,073

–0,041

0,041

46,027

–38,880

1, 2

263,461

8–9

41,502

46,531

41,878

0,041

–0,041

–46,027

38,880

1, 2

88,033

3–4

–60,084

–64,800

–58,320

0

0

1, 2

124,884

6–7

–60,084

–64,800

–58,320

0

0

1, 2

124,884

9–9

–60,084

–64,800

–58,320

0

0

1, 2

124,884


Таблица 6.2. Проверка сечений стержней фермы

Элемент

№ стержней

Расчетное усилие

Сечение

Площадь

, см

, см

Проверка сечения

растяж.

сжатие

прочн.

устойч.

 Верхний пояс

В–1

687,501 

 –

I 20Ш1

38,95 

– 

– 

– 

17,651

– 

В–3

В–4

– 

1129,774 

I 30Ш1

 68,31

2,165

0,802

125,731

0,95

20,622

В–6

В–7

– 

 1869,13

I 35Ш3

 116,3

1,709

0,868

131,274

0,95

18,516

В–9

– 

 2115,927

I 40Ш1

 122,4

1,426

0,902

129,565

0,95

19,165

Нижний пояс

Н–2

575,578

548,107 

I 30Ш1

 68,31

4,414

0,392

131,128

0,95

8,426

20,469

Н–5

1561,137

 85,366

I 30Ш1

 68,31

4,414

0,392

150

0,95

12,754

3,196

Н–8

2054,277

 –

I 35Ш1

 95,67

400

0,95

21,473

Раскосы

1–2

– 

 896,218

I 30Ш1

 68,31

2,869

0,671

128,546

0,95

19,553

2–3

 789,587

 –

□ 140´7

 34,66

400

0,95

22,781

4–5

– 

614,248 

ð 230´100´8

 46,47

3,184

0,666

127,771

0,95

19,847

5–6

438,889 

 –

□ 100´6

 20,81

400

0,95

21,09

7–8

– 

263,461 

□ 100´6

 20,81

3,465

0,601

124,567

0,95

21,065

8–9

 88,033

 –

ð 97´80´3

 9,87

400

0,95

8,919

Стойки

3–4

6–7

9–9

– 

 124,884

ð 97´80´3

 9,87

2,884

0,729

134,325

0,95

17,356


Подбор сечений стержней фермы.

Результаты вычислений оформляем в виде таблицы 6.2.

Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к поясам фермы.

Сварные швы, прикрепляющие стержни решетки к полкам поясов с полным проплавлением стенки профиля, рассчитываем как стыковые (согласно п.п. 3.1.2 [8]).

Результаты вычислений сведены в таблицу 6.3.

Таблица 6.3. Результаты расчета сварных швов

Сечение

, см

N, кН

, см

1–2

I 30Ш1

896,218

2–3

□ 140´7

56

 789,587

54,293+1,4

3–4

ð 97´80´3

35,4

124,884

20,406+0,6

4–5

ð 230´100´8

66

614,248 

37,638+1,6

5–6

□ 100´6

40

438,889 

35,857+1,2

6–7

ð 97´80´3

35,4

124,884

20,406+0,6

7–8

□ 100´6

40

263,461 

21,525+1,2

8–9

ð 97´80´3

35,4

88,033

14,384+0,6

Для I 30Ш1 необходимо рассчитать угловой шов.

Применяем полуавтоматическую сварку в нижнем положении под флюсом сварочной проволокой Св–08ГА, диаметр проволоки . При : , .

По металлу шва:

;

по металлу границы сплавления:

.

Тогда принимаем .

Получим необходимую длину шва:

.

Так как ширина полки двутавра  превышает требуемую длину шва, принимаем

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Задания на курсовые работы
Размер файла:
669 Kb
Скачали:
0