Подбор сечений элементов фермы.

Расчет и конструирование фермы.

В качестве стропильной фермы (ригеля) используем ферму из парных уголков с паралельными поясами высотой h_оп =2250мм, длиной пролета 18 м. кровля плоскаядвускатная, уклоном i = 1.5 %.

Ферма работает также, как и балка, где роль поясов выполняют пояса фермы, а роль стенки – решетки фермы. При легкой кровле все нагрузки на ферму передаются на узлы через прогоны покрытия. Все узлы фермы соединены шарнирно.

Определение узловой нагрузки, действующей на ферму

Основными при расчете ферм являются постоянная нагрузка от кровли и несущих конструкций покрытия и нагрузка от снега.

Постоянная нагрузка

Рис. Схема приложения постоянной нагрузки на ферму

 

Постоянная нагрузка действующая на ферму, считается равномерно распределенной, поэтому значение узловой нагрузки определяется

где Σg – суммарная постоянная нагрузка, приходящая на 1 м².

B – шаг ферм;

q – расчетная погонная нагрузка

d– ширина панели верхней части ферм.

Снеговая нагрузка.

Рис. Схема загружения фермы снеговой нагрузкой

Узловая снеговая нагрузка на ферму:

P’ = µ x S x B x d x γ_n

Статический расчет фермы.

1 загружение – постоянная нагрузка

2 загружение – снеговая нагрузка

Результаты расчета:

 

Загружение 1

Загружение 2

Расчетные длины элементов плоских ферм соответствуют значениям l_x и l_y, где l_x – расчетная длина элементов в плоскости фермы;

l_y – расчетная длина элементов из плоскости фермы.

Соотношение расчетных длин для различных элементов фермы приведены в табл.

Расчетные длины элементов фермы

Таблица

Наименование элементов	Расчетные длины
В плоскости, lx	Из плоскости, ly
Верхний пояс и опорный раскос	L	l1
Нижний пояс	L	l1
Решетка раскосы стойки	0.8l 0.8l	l l

l₁ – расстояние между связями.

 

Для верхнего пояса:

l_х – расстояние между узлами решетки и прогонами покрытия;

l_y – расстояние между распорками.

Для нижнего пояса:

l_х – расстояние между узлами решетки внизу;

l_y – расстояние между связями (горизонтальными связями по нижнему поясу ипоясом распорок).

В решетки:

l_х уменьшается за счет того, что элементы решетки привариваются к фасонкам.

Необходимо учесть, что в нижнем поясе расстояние между связями 36м, поэтому с целью уменьшения расчетных длин элементов нижнего пояса из плоскости фермы для снижения гибкости этого пояса ставятся дополнительный пояс связей – распорок на расстоянии 1200 мм от правой опоры.

Подбор сечений элементов фермы.

Все данные данные о расчетных длинах, геометрических характеристиках выбранных сечений приведены в таблицу 7.

Все рассматриваемые элементы можно разделить на 3 группы, для каждой при этом используем свой метод подбора сечений.

Центрально растянутые элементы.

Нижний пояс и решетка

Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения по формуле:

где l – расстояние между центрами узлов (геометрическая длина элемента);

где N – растягивающие усилие;

R_y– расчетное сопротивление стали С245;

𝛾 _с– коэффициент условия работы растянутого элемента фермы.

По сортаменту подбираем равнополочные уголки с площадью большей значения требуемой площади

центрально сжатые элементы.

- верхний пояс и решетка – 14, 15, 16, 18, 20, 23, 25.

Ориентировочно определяем требуемую площадь сечения по формуле:

где N_c – сжимающие усилие;

R_y = 240 – расчетное сопротивление стали С245;

φ = 0.7 – коэффициент снижения расчетных сопротивлений, принимаемый конструктивно;

γ_с – коэффициент условия работы:

γ_с– для верхнего пояса;

γ_с– для решетки;

γ_с– для опорного раскоса.

По сортаменту подбираем равнополочные уголки с площадью большей значения требуемой площади

Слабозагруженные элементы подбираются по предельной гибкости

Проверка прочности сечений.

Проверка подобранных сечений осуществляется по следующим формулам:

- для растянутых элементов проверка прочности

- для сжатых элементов проверка устойчивости

где φ_min = определяется по большей из λ_x и λ_y, а гибкость определяют соответственно: