Проектирование стального перекрытия промышленного здания. Компоновка элементов ферм. Определение генеральных размеров

данная нагрузка распределена по площади кровли, ее необходимо привести к распределенной по длине прогона

                                  (5)

Прогоны работают на изгиб в двух плоскостях. Вертикальная нагрузка g_е может быть разложена на g_х, действующую в плоскости большей жесткости прогона, и скатную составляющую g_у  ,

 и              (6)

Чтобы уменьшить изгибающий момент от скатной составляющей, прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали диаметром 18...22 мм, уменьшающими расчетный пролет прогона в плоскости ската.

Если кровельный настил крепится к прогонам жестко и образует сплошное полотнище (стальной профилированный настил прикреплен к прогонам самонарезающими болтами, а листы настила соединены между собой заклепками), то скатная составляющая будет восприниматься самим полотнищем кровли. В этом случае необходимость в тяжах отпадает и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку g_х.

Определяем изгибающие моменты, действующие на прогон

  и  .                             (7)

Находим требуемые моменты сопротивления

 и .                     (8)

По требуемым моментам сопротивления в сортаменте (приложение 1) подбираем соответствующий швеллер. Затем проверяем его на прочность и жесткость.

Прочность прогонов с учетом развития пластических деформаций проверяется по формуле

,                                  (9)

где М_х и М_у изгибающие моменты с учетом собственного веса прогона.

Проверку на жесткость прогонов ведем только в плоскости его большей жесткости. Прогиб не должен превышать 1/200 его расчетной длины. Он определяется по формуле

,                                              (10)

где Е - модуль упругости стали, Е=2,1×10⁷ Н/см²;

J_х - осевой момент инерции швеллера.

Допускается проводить расчет элементов кровли с учетом действия на них веса человека с инструментом, принимаемый равным 1 кН, тогда

,                                           (11)

а прогиб                          .                                      (12)

Отклонения рассчитанных напряжений и прогибов не должны превышать 5% значения расчетного сопротивления и допускаемого прогиба.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  НАГРУЗОК,   ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФЕРМУ

На стропильную ферму действуют: постоянные нагрузки - от веса элементов кровли и собственного веса; временные - технологические (от подвесного транспорта, рабочих площадок); атмосферные воздействия снега, ветра. В некоторых случаях приходится учитывать особые нагрузки, вызываемые сейсмическими воздействиями, просадкой опор, аварийными нарушениями технологического процесса и др.

Ферму следует рассчитывать на каждую из нагрузок отдельно. Это необходимо потому, что расчетные усилия для разных стержней фермы получаются при различной комбинации нагрузок, являющейся невыгоднейшим их сочетанием.

Постоянная нагрузка на ферму складывается из собственного веса металлической конструкции стропильной фермы, связей по покрытию, веса кровли.

Рекомендуется сначала определять нагрузку на 1 м² горизонтальной проекции кровли, а затем узловую.

Собственный вес стропильной фермы со связями можно получить по эмпирической формуле

, Н/м²,                                   (13)

где g_ф - коэффициент веса фермы, принимаемый для ферм =18...48 м в пределах 5...10;

-  пролет фермы.

Нагрузка от фонарной конструкции, приведенная к 1 м² горизонтальной проекции покрытия, определяется по формуле

,  Н/м²,                              (14)

где g_фон  - коэффициент веса фонаря, равный 5;

_фон  - пролет фонаря.

Суммарная нагрузка от переплетов и от бортовой стенки g_пер составляет 100...140 Н/м^2.

Вес кровли на 1 м² горизонтальной проекции следует определять по формуле

,                                                            (15)

где a - угол наклона кровли. При уклоне кровли до 1/8 можно принимать cosa=1.

Постоянная расчетная нагрузка на ферму определяется по формуле

_.                                    (16)

Снеговая нагрузка зависит от района строительства. Распределение снеговой нагрузки на кровле зависит от ее профиля. При наличии фонарей или при сопряжении пролетов с разными высотами снеговая нагрузка распределяется неравномерно.

Снеговая нагрузка на 1 м² площади горизонтальной поверхности будет равна

,                                              (17)

где р_о  - вес снегового покрова 1 м² горизонтальной поверхности, принимаемый в зависимости от района строительства (табл.4);

С  - коэффициент, принимаемый в зависимости от профиля кровли в соответствии с рис.6.

          Коэффициент С для однопролетных зданий без фонарей  при угле наклона кровли a£25⁰ принимают в соответствии с рис.6,а. С=0 при a³60⁰. Промежуточные значения коэффициентов С определяют линейной