2017-11-01
1307
Исходные данные
1. Вариант 1;
2. Схема основной несущей конструкции здания – однопролетное производственное здание
3. Основные размеры здания:
L = 18 м – пролет,
H = 7,8 м – высота,
В = 4 м – шаг основных конструкций;
4. Район строительства – г. Москва,
Расчетная нагрузка от веса снегового покрова – 180 кг/м2,
Нормативная нагрузка от напора скоростного ветра – 23 кг/м2;
5. Тепловой режим здания – теплый;
6. Сечение стоек каркаса – брусчатая составная стойка;
7. Тип конструкции покрытия – беспрогонное покрытие.
8. Длина здания – 11B = 11×4,0 = 44,0 м.
Расчет и конструирование основной несущей конструкции
В качестве основной несущей конструкции принимаем треугольную ферму с растянутыми раскосами пролетом L = 18 м для покрытия отапливаемого здания производственного назначения с температурно-влажностными условиями эксплуатации А2.
Материалы фермы: сосновые доски с влажностью не более 12% и сталь марки 09Г2С. Шаг расстановки ферм B = 4 м.
Класс ответственности здания II, гn = 0,95.
Выбор конструктивной схемы
Принимаем треугольную четырехпанельную ферму с растянутыми раскосами (рис. 3). Высота фермы: f = L/6 = 18/6 = 3 м.
Рис. 3. Геометрическая схема фермы
Уклон кровли:
Длина одной панели верхнего пояса:
Длина раскоса:
Длина стойки:
Длина панелей нижнего пояса:
Статический расчет фермы
Нагрузки, приходящиеся на 1 м2 плана здания, приведены в табл. 2.
Таблица 2. Подсчет нагрузок на 1 м2 плана здания
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кг/м2 | Коэффициент надежности | Расчетная нагрузка, кг/м2 |
| Рулонный мягкий ковер | 9,0 | 1,3 | 11,7 |
| Фанера (0,008х2) х700 | 11,2 | 1,1 | 12,3 |
| Продольные ребра каркаса 4х (0,046х0,117) х500х (1/1,5) | 7,2 | 1,1 | 8,0 |
| Поперечные ребра каркаса 4х (0,046х0,117) х500х (1/3,96) | 2,7 | 1,1 | 3,0 |
| Соединительные бруски 2х (0,046х0,058) х500х (1/1,5) | 1,8 | 1,1 | 2,0 |
| Утеплитель-пенопласт ФРП-1 0,08х (1,5–6х0,046) х (3,96–4х0,046) х40х (1/(1,5х3,96)) | 2,5 | 1,2 | 3,0 |
| Постоянная нагрузка | 34,4 | 40,0 | |
| g/cos18,42є | 36,3 | 42,2 | |
| Собственный вес фермы | 12,5 | 1,1 | 13,8 |
| Снеговая нагрузка | 126,0 | 180,0 | |
| Полная нагрузка | 174,8 | 236,0 |
Собственный вес фермы со связями:
Расчетная нагрузка на 1 м горизонтальной проекции верхнего пояса фермы:
– от собственного веса покрытия:
– от снега:
Рис. 4. Расчетная схема фермы
Расчетные узловые нагрузки:
– в узлах А:
постоянная – 
от снега – 
где 
– длина горизонтальной проекции панели;
– в узлах В и Б:
постоянная – 
от снега – 
Ветровая нагрузка на ферму не учитывается.
Определение расчетных усилий. Продольные усилия в элементах фермы определяем при двух комбинациях нагрузок:
1-я комбинация – постоянная нагрузка и снеговая на всем пролете;
2-я комбинация – постоянная нагрузка и снеговая на половине пролета.
Усилия от постоянной и временной нагрузок для обоих комбинаций находятся умножением усилий от единичной нагрузки на грузовые коэффициенты G и P (табл. 3).
Расчетные продольные усилия в элементах фермы находятся как суммарные от наиболееневыгодного сочетания усилий от постоянной нагрузки плюс усилия от снега справа, слева или на всем пролете.
Определяем усилия от единичной нагрузки в стержнях фермы методом вырезания узлов. Равномерно распределенную нагрузку, расположенную на середине пролета, приводим к сосредоточенным силам в узлах фермы (см. рис. 5).
Рис. 5 Расчетная схема
– стержень сжат,
– стержень растянут.
- стержень сжат,
- стержень сжат.
- стержень растянут
стержень растянут
– стержень сжат,
– стержень растянут.
- стержень сжат,
Проверка:
В узле В делаем проверку найденных усилий.
Таблица 3. Расчетные усилия в элементах фермы (кг)
| Элементы | Усилия от единичной нагрузки | Усилия от собств. Веса G = 968 кг | Усилия от Р = 3240 кг | Расчетные усилия | ||||
| слева | справа | на всем пролете | слева | на всем пролете | при снеге слева | при снеге на всем пролете | ||
| АБ | -3,3 | -1,65 | -4,95 | -4792 | -10692 | -16038 | -15484 | -20830 |
| БВ | -2,98 | -1,65 | -4,63 | -4482 | -9655 | -15000 | -14137 | -19482 |
| АГ | 3,1 | 1,55 | 4,65 | |||||
| ГГ’ | 1,49 | 1,49 | 2,98 | |||||
| БГ | -0,95 | -0,95 | -920 | -3078 | -3078 | -3998 | -3998 | |
| ГВ | 1,65 | 0,2 | 1,85 | |||||
| Опорная реакция | 1,5 | 0,5 |
