Стальной каркас одноэтажного здания

3.40. Стальные стропильные и подстропильные конструкции допускается применять в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 баллов с пролетами 24 м и более и в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов с пролетами 18 м и более, а также в случаях, когда их применение допускается «Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов» для аналогичных объектов в несейсмических районах.

3.41. В покрытиях отапливаемых зданий со стальными фермами рекомендуется применять стальной профилированный настил или асбестоцементные плиты с эффективным утеплителем.

Сборные железобетонные плиты по стальным несущим конструкциям покрытия должны иметь ограниченное применение и использоваться, как правило, в зданиях с расчетной сейсмичностью не более 7 баллов.

3.42. В целях обеспечения пространственной жесткости каркаса, а также устойчивости покрытия в целом и его элементов в отдельности необходимо предусматривать систему связей между несущими стальными конструкциями покрытия (фермами) в плоскости их верхних и нижних поясов и в вертикальных плоскостях.

3.43. В покрытиях из стального профилированного настила, асбестоцементных плит (каркасных и бескаркасных) или волнистых листов (по стальным прогонам и фермам) система связей в плоскости верхних поясов стропильных стальных ферм состоит из поперечных связевых ферм и распорок, роль которых выполняют прогоны, а при наличии светоаэрационных фонарей и растяжек, располагаемых в подфонарном пространстве.

Связевые поперечные фермы устанавливаются в двух крайних (у торцов и антисейсмических швов здания) и, если требуется по расчету (см. п. 3.48), в промежуточных шагах стропильных ферм. Независимо от расчета в зданиях (отсеках) со стропильными фермами с параллельными поясами с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов длиной свыше 60 м и 7 баллов длиной свыше 96 м следует устанавливать не менее одной промежуточной связевой фермы, а в зданиях (отсеках) со стропильными фермами треугольного очертания с расчетной сейсмичностью 9 баллов длиной 60 м и более рекомендуется устанавливать не менее одной промежуточной связевой фермы.

Промежуточные связевые фермы должны располагаться по длине здания (отсека) равномерно (рис. 35).

Рис. 35. Пример расположения связей по верхним поясам стальных стропильных ферм покрытия с прогонным решением кровли

1 - стропильные фермы; 2 - поперечные связевые фермы по верхним поясам ферм; 3 - прогоны; 4 - вертикальные связи между фермами; 5 - поперечные связевые фермы по нижним поясам ферм; 6 - растяжки; а. ш. - антисейсмический шов

Рис. 36. Пример расположения связей по нижним поясам стальных стропильных ферм

1 - стропильные фермы; 2 - поперечные связевые фермы; 3 - продольные связевые фермы; 4 - растяжки; 5 - распорки; 6 - дополнительные раскосы; 7 - вертикальные связи между фермами; а. ш. - антисейсмический шов

Рис. 37. Пример решения одноэтажного здания из стальных конструкций типа «Плауэн» - поперечный разрез здания (а); план прогонов и связей по кровле (б); продольный разрез здания (в)

1 - рамы; 2 - поперечные связевые фермы; 3 - прогоны; 4 - вертикальные связи между рамами; а. ш. - антисейсмический шов

Система связей в плоскости нижних поясов стропильных ферм состоит из (рис. 36):

а) поперечных связевых ферм, устанавливаемых у торцов сейсмического отсека здания. Дополнительные поперечные связевые фермы в середине отсека устанавливаются в соответствии с требованиями для несейсмических районов;

б) продольных связевых ферм, которые в зданиях (отсеках) с числом пролетов до трех включительно устанавливаются вдоль крайних рядов колонн. В зданиях (отсеках) с числом пролетов более трех горизонтальные продольные связи следует размещать также вдоль средних рядов колонн не реже чем через пролет;

в) распорок и растяжек, расположение и количество которых определяется требованиями для несейсмических районов.

Вертикальные связи между стропильными фермами устанавливаются на опорах и в пролете ферм. По длине здания (отсека) связи располагаются в шагах ферм, где устанавливаются поперечные связевые фермы по верхним поясам стропильных конструкций (рис. 35), в пролете ферм промежуточные вертикальные связи допускается не устанавливать.

3.44. В покрытиях из стального профилированного настила зданий с каркасом из стальных рам коробчатого сечения «Плауэн» должно быть предусмотрено устройство системы горизонтальных связей в уровне верха коробчатого ригеля рам, состоящей из поперечных связевых ферм и распорок, роль которых выполняют прогоны; поперечные связевые фермы располагаются в соответствии с п. 3.43 (рис. 37). Для обеспечения устойчивости здания в продольном направлении между стойками рам следует предусматривать систему вертикальных связей в соответствии с п. 3.20 (рис. 37).

3.45. Крепление профилированного стального настила к прогонам покрытия рекомендуется выполнять самонарезающими болтами, как правило, через волну, а торцы настила в каждой волне. В каждой волне следует крепить профилированный настил, укладываемый в покрытиях зданий с рамными конструкциями коробчатого сечения «Плауэн». Соединение настила между собой осуществляется комбинированными заклепками.

Прогоны, несущие стальной профилированный настил покрытия, опираются в узлах стропильных ферм с шагом не более 3 м и закрепляются к фермам на болтах при помощи коротышей из уголков, а к поперечным связевым фермам крепление прогонов предусматривается на сварке.

Примечание. В покрытиях с профилированным настилом связевые горизонтальные поперечные фермы по верхним поясам стропильных ферм или рамам могут заменяться поперечными диафрагмами жесткости, конструирование и расчет которых приведены в «Рекомендациях по учету жесткости диафрагм из стального профилированного настила в покрытиях одноэтажных производственных зданий при горизонтальных нагрузках», ЦНИИПроектстальконструкция, М.,1980.

3.46. В покрытиях из сборных железобетонных плит по стальным стропильным фермам должны быть выполнены мероприятия, предусмотренные указаниями пп. 3.28, 3.29, а, б, в, г, д и п. 3.30.

Рис. 38. Схемы распределения продольных сейсмических нагрузок между узлами поперечных связевых ферм в плоскости верхних поясов стропильных ферм бесфонарного пролета покрытия (а) и пролета с фонарем (б)

1 - торец здания; 2 - антисейсмический шов; A ₂, A ₃ и A ₅ - грузовые площади, соответствующие сейсмическим нагрузкам S ₂, S ₃ и S ₅

Кроме того, по длине здания (отсека) по верхним поясам стропильных ферм рекомендуется устанавливать распорки между опорными стойками и в пролете ферм. Расположение и количество распорок в пролете ферм определяется требованиями для несейсмических районов.

Система связей в плоскости нижних поясов стропильных ферм состоит из:

а) поперечных связевых ферм, располагаемых согласно указаниям п. 3.43а;

б) продольных связевых ферм, устанавливаемых согласно п. 3.43б;

в) распорок и растяжек, устанавливаемых согласно п. 3.43в.

Вертикальные связи устанавливаются между стропильными фермами на опорах (между опорными стойками) и в пролете. По длине здания (отсека) связи располагаются в шагах ферм, где устанавливаются поперечные связевые фермы по нижним поясам стропильных ферм; при этом связи между опорными стойками стропильных ферм могут располагаться и в промежуточных шагах ферм, если по расчету требуется установка большего количества связей.

3.47. Связи покрытий должны быть рассчитаны на восприятие приходящихся на них расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих в поперечном и продольном направлениях здания (отсека). При определении величины сейсмической нагрузки на связи значение произведения коэффициентов βη K _ψ, принимается как для каркаса соответствующего направления.

3.48. Поперечные связевые фермы в плоскости верхних поясов стальных стропильных конструкций покрытия должны быть рассчитаны на сейсмические нагрузки в продольном направлении, которые принимаются действующими:

а) при бесфонарных пролетах покрытия (рис. 38, а):

в узлах связевых ферм (S ₁) - от вертикальной нагрузки, расположенной в пределах пролета и длины здания (отсека) и состоящей из собственного веса кровли и ее несущих конструкций, снега, 50 % собственного веса стропильных конструкций, а также веса промпроводок и другого оборудования, расположенного в покрытии и закрепленного к верхним поясам стропильных конструкций; сейсмическая нагрузка S ₁ распределяется между всеми связевыми фермами равномерно;

в узлах связевой фермы, расположенной в торце здания (S ₂) - от собственного веса парапета и нижележащего участка стены с грузовой площадью, определяемой в зависимости от очертания верхнего пояса стропильной конструкции и расположения узлов крепления фахверковых стоек к покрытию;

б) при пролетах покрытия со светоаэрационными фонарями (рис. 38, б):

в узлах связевых ферм, примыкающих к местам крепления вертикальных связей по фонарю к стропильной конструкции (S ₁) - от собственного веса покрытия и снега на всем фонаре, фонарных ферм и от 40 % собственного веса фонарных панелей (с остеклением, механизмами открывания и т. д.);

в узлах связевых ферм, расположенных в местах опирания фонарных панелей (S ₂) - от 60% собственного веса фонарных панелей (с остеклением, механизмами открывания и т. д.) и от собственного веса кровли, ее несущих конструкций и снега у фонаря вдоль здания на участке шириной 1,5 м;

в узлах связевых ферм (S ₃) - от собственного веса кровли, ее несущих конструкций и снега, расположенных на внефонарной зоне пролета;

в узлах связевых ферм (S ₄) - от 50 % собственного веса стропильных конструкций, а также от веса промпроводок и другого оборудования, расположенного в покрытии и закрепленного к верхним поясам стропильных конструкций;

в узлах связевой фермы, расположенной в торце здания или у антисейсмического шва (S ₅) - от собственного веса кровли, ее несущих конструкций и снега с участка перед фонарем;

в узлах связевой фермы, расположенной в торце здания (S ₆) - от собственного веса парапета и нижележащего участка стены с грузовой площадью, определяемой в зависимости от очертания верхнего пояса стропильной конструкции и расположения узлов крепления фахверковых стоек к покрытию.

В пролетах покрытия с фонарями сейсмические нагрузки S ₁÷ S ₅ распределяются между всеми связевыми фермами равномерно.

Необходимое количество связевых ферм k в бесфонарном пролете покрытия здания (отсека) определяется по формуле

                                                           (31)

и принимается не менее 2,

где N ₁ - усилие в поясе связевой фермы от действия сейсмических нагрузок S ₁, вычисленных для всего пролета покрытия здания (отсека);

[ N ] - несущая способность поясов принятых связевых ферм;

N ₂ - усилие в поясе связевой фермы от действия сейсмических нагрузок S ₂.

Необходимое количество связевых ферм k в пролете покрытия здания (отсека) с фонарем определяется по формуле

                                          (32)

и принимается не менее 2,

где N ₁, N ₂, N ₃ и N ₄ - усилия в поясе связевой фермы от действия сейсмических нагрузок соответственно S ₁, S ₂, S ₃ и S ₄, вычисленных для всего пролета покрытия здания (отсека);

[ N ] - то же, что в формуле (31);

N ₅ и N ₆ - усилия в поясе связевой фермы от действия сейсмических нагрузок соответственно S ₅ и S ₆.

3.49. Прогоны покрытия, выполняющие роль распорок в системе связей по верхним поясам стропильных конструкций, и их узлы опирания должны быть проверены расчетом на усилия, возникающие в них при передаче расчетных сейсмических нагрузок от веса кровли и снега на узлы поперечных связевых ферм.

3.50. Поперечные связевые фермы в плоскости нижних поясов ферм должны быть рассчитаны на продольные сейсмические нагрузки:

а) от 50 % собственного веса стропильных конструкций, от собственного веса путей подвесных кран-балок и подвесных потолков, а также промпроводок и другого оборудования, расположенного в покрытии и закрепленного к нижним поясам стропильных конструкций; нагрузка распределяется между связевыми фермами равномерно и прикладывается в узлах связей;

б) от собственного веса торцевой стены на участке в пределах нижней половины высоты стропильной фермы и верхней половины высоты колонн (в случае опирания стоек торцевого фахверка в уровне нижнего пояса стропильных ферм); нагрузка прикладывается в узлах опирания стоек торцевого фахверка на связевую ферму.

При этом пояса этих ферм, входящие в состав стропильных ферм, проверяются по указаниям п. 3.55.

Примечание. При наличии в торце здания по высоте фахверковых стоек дополнительно ветровой фермы (балки) или какой-либо другой конструкции, являющейся дополнительной опорой для стоек торцевого фахверка, грузовая площадь стены должна быть соответствующим образом скорректирована.

Если усилия в опорном раскосе поперечной связевой фермы при расчете на сейсмическую нагрузку превышают его несущую способность, рекомендуется устанавливать дополнительный раскос (рис. 36), а усилие в опорном раскосе связевой фермы при этом принимать с коэффициентом 0,5.

3.51. Продольные связевые фермы в плоскости нижних поясов ферм должны быть рассчитаны на поперечные горизонтальные сейсмические нагрузки в следующих случаях:

а) при опирании на связи фахверковых стоек продольных стен; сосредоточенная сейсмическая нагрузка на узел связи (S ^c) определяется от веса стойки и стены с грузовой площади в пределах нижней половины высоты стропильной фермы на опоре и верхней половины высоты колонн; усилия в элементах связей от нагрузки S ^c определяются из расчета однопролетной фермы (рис. 39);

б) при решении покрытия, с подстропильными фермами; на связевые фермы действуют сейсмические нагрузки S ^сф, сосредоточенные в узлах связей, примыкающих к нижним поясам стропильных ферм, которые опираются в середине пролета подстропильных ферм; величина S ^сф определяется от нагрузок, расположенных в пределах грузовой площади вышеуказанных стропильных ферм, и распределяется равномерно между связями; усилия в элементах связей от нагрузки S ^сф определяются из расчета однопролетной фермы (рис. 40);

Рис. 39. Расчетная схема продольной связи по нижним поясам стальных стропильных ферм при учете сейсмической нагрузки от веса стен

Рис. 40. Схемы к расчету продольных связей по нижним поясам стропильных ферм в покрытиях с подстропильными фермами

а - схема расположения в плане несущих конструкций и связей покрытия; б - расчетная схема связи; 1 - стропильные фермы; 2 - подстропильные фермы; 3 - связь; А - грузовая площадь стропильных ферм

Рис. 41. Схемы к расчету продольных связей по нижним поясам стальных стропильных ферм на сейсмическую нагрузку от мостовых кранов

а - расчетная схема поперечной рамы; б - расчетная схема связей

в) при наличии в здании (отсеке) мостовых кранов; часть сейсмической нагрузки от собственного веса мостовых кранов через поперечную раму каркаса здания (отсека) передается на продольные связевые фермы и равномерно распределяется между ними; расчетная схема связи принимается в виде четырехпролетной неразрезной фермы на упругоподатливых опорах (рис. 41, б), загруженной на средней опоре нагрузкой S ^св, определяемой из условия

,                                                        (33)

где R ₀ - реакция неподвижной опоры, расположенной в уровне ригеля свободной поперечной рамы, от загружения колонн горизонтальными сейсмическими нагрузками от собственного веса мостов кранов и загружения колонн моментами от действия вертикальной нагрузки от кранов, учитывающей вес моста кранов, тележки и вес груза с коэффициентами сочетания, принимаемыми в соответствии с п. 2.2. Краны располагаются в створе рамы по одному в каждом пролете здания. Моменты ,  определяются при максимальном давлении на колеса крана и по направлению должны совпадать с направлением действия сейсмической нагрузки S ^кр (рис. 41, а);

n ₁ - число продольных связевых ферм в покрытии здания (отсека).

Реакции упругоподатливых равножестких опор в расчетной равнопролетной схеме связи от нагрузки S ^св (рис. 41, б) могут быть определены по формулам:

;                             (34)

;                           (35)

,                         (36)

где

;                                                     (37)

D = 50 + 380γ + 342γ² + 56γ³;                               (38)

С_р - жесткость поперечной рамы каркаса здания (отсека) на уровне верха колонн, определяемая по формуле (18);

B₀ - расстояние между упругоподатливыми опорами (шаг поперечных рам каркаса);

Е - модуль упругости стали;

I - момент инерции поясов связевой фермы относительно ее центра тяжести (без учета раскосов связи).

Рис. 42. Схемы расположения вертикальных связей и распорок по продольным рядам колонн зданий с покрытиями из стального профилированного настила

а - при железобетонных колоннах и мостовых кранах; б - при стальных колоннах и мостовых кранах; в - без мостовых кранов и со связями между колоннами; г - без мостовых кранов и связей между колоннами; 1 - поперечная связевая ферма; 2 - вертикальная связь; 3 - прогоны; 4 - распорки; 5 - колонны; 6 - подкрановые балки; 7 - стальные стропильные фермы; 8 - вертикальная связь между колоннами; а. ш. - антисейсмический шов

Рис. 43. Расчетные схемы вертикальных связей между опорными стойками стропильных ферм с шагом 6 м (а) и 12 м (б) и распорок (в) покрытий из стального профилированного настила

Расчетные значения усилий в элементах продольных связей определяются суммированием усилий, вычисленных в соответствии с указаниями подпунктов «а»-«в».

При расчете продольных связей покрытий из профилированного стального настила или сборных железобетонных плит усилия от нагрузок, указанных в подпунктах «б» и «в», допускается не учитывать.

Рис. 44. Пример расположения связей по верхним (а) и нижним (б) поясам стальных ферм покрытия из асбестоцементных листов усиленного профиля

1 - поперечная связевая ферма; 2 - продольные связевые фермы; 3 - прогоны; 4 - распорки; 5 - вертикальная связь; 6 - стропильная ферма; 7 - тяжи; а. ш. - антисейсмический шов

Таблица 10

Обозначения продольного ряда колонн по рис. 42.	Вид связи	Здание с антисейсмическим швом	Здание без антисейсмического шва
а г	Вертикальные связи	;	;
	Распорки
	Вертикальные связи*	;	;
	Распорки*	при шаге ферм 6 м	при шаге ферм 6 м
б	Вертикальные связи	; ;
	Распорки	;
	Вертикальные связи*	; ;
	Распорки*	;  при шаге ферм 6 м
в	Вертикальные связи	; ;
	Распорки	; ;
	Вертикальные связи*	; ;

* - Определение нагрузок для случаев, когда в горизонтальных связях по нижнему поясу стропильных ферм у торца здания необходимо установить дополнительные раскосы (см. рис. 36).

** - для крайних рядов колонн;

*** - для средних рядов колонн.

N ₁ и N ₂ - при четном и нечетном количестве колонн в ряду соответственно.

Примечание: п - количество колонн в ряду; k - количество связей в ряду колонн.

3.52. В покрытиях из стального профилированного настила по фермам связи между опорными стойками ферм (вертикальные связевые фермы и распорки) должны быть рассчитаны на восприятие приходящихся на них расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок (рис. 42):

а) в уровне верхнего пояса вертикальных связей (S ₁) - со связевых ферм, расположенных в плоскости верхних поясов стропильных ферм;

б) в уровне нижнего пояса вертикальных связей и распорок (S ₂) - со связевой фермы по нижним поясам стропильных ферм, расположенной у торца здания, и стойки торцевого фахверка, устанавливаемой у колонны (от веса торцевой стены) и (S ₃) - от собственного веса продольной стены, расположенной выше верха подкрановой балки (в зданиях с мостовыми кранами) или от верха стены до половины высоты колонн (в зданиях бескрановых) и подсчитываемой на половине шага основных колонн.

Расчетные схемы вертикальных связей и распорки приведены на рис. 43. При этом значения нагрузок S _в, S _н и N, непосредственно воздействующих на связи и распорки, определяются по формулам табл. 10 в зависимости от типа продольного ряда колонн по рис. 42.

3.53. В покрытиях из асбестоцементных волнистых листов опорные узлы стальных стропильных треугольных ферм и распорки между ними должны быть рассчитаны на продольные горизонтальные сейсмические усилия, передающиеся с покрытия на колонны или вертикальные связи колонн (рис. 44).

3.54. В покрытиях из сборных железобетонных плит связи между опорными стойками стальных стропильных ферм (вертикальные связи и распорки) должны быть рассчитаны на восприятие приходящихся на них горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих в продольном направлении здания. При этом принимается, что сейсмическая нагрузка при передаче с плит покрытия на продольные ряды колонн распределяется равномерно сначала на все места приварки плит к опорным стойкам ферм, а затем через распорки в плоскости верхних поясов ферм - между вертикальными связями. Распределение сейсмической нагрузки ниже вертикальных связей между фермами зависит от типа здания и выбранной системы связей между колоннами.

3.55. Стальные стропильные фермы покрытия должны быть проверены расчетом на особое сочетание нагрузок: при вертикальной сейсмической нагрузке (см. пп. 2.6, 2.11 и 3.59) и при горизонтальной сейсмической нагрузке, действующей в поперечном и продольном направлениях здания (отсека).

На воздействие горизонтальной сейсмической нагрузки в поперечном направлении здания (отсека) проверяются нижние пояса стропильных ферм - на усилия (нормальные силы), действующие в поясе фермы, как в ригеле рамы.

На воздействие горизонтальной сейсмической нагрузки в продольном направлении здания (отсека) проверяются нижние пояса ферм, входящие в состав поперечных горизонтальных связевых ферм, расположенных у торцов здания. Усилия в поясах ферм определяются от совместного воздействия вертикальной нагрузки и горизонтальной сейсмической нагрузки (см. п. 3.50), приложенной в узлах связевой фермы, поясами которой являются нижние пояса стропильных ферм. При этом рассматриваются две комбинации нагрузок:

а) вертикальная от собственного веса покрытия и снега и горизонтальная сейсмическая нагрузка, направление которой вызывает в нижнем поясе фермы растяжение;

б) вертикальная от собственного веса покрытия без учета снега и горизонтальная сейсмическая нагрузка, вызывающая в нижнем поясе сжатие.

При расчете стропильных ферм покрытий с фонарями следует также учитывать вертикальные нагрузки (реакции) от вертикальных связей между фонарными фермами (см. п. 3.24).

3.56. Подстропильные фермы покрытия одновременно выполняют роль вертикальных связей и распорок между опорными стойками стальных стропильных ферм.

Подстропильные фермы должны быть проверены расчетом на особое сочетание нагрузок: при вертикальной сейсмической нагрузке (см. п. 3.59) и при горизонтальной сейсмической нагрузке (см. пп. 3.57 и 3.58).

3.57. В покрытиях из стального профилированного настила при горизонтальном сейсмическом воздействии в продольном направлении здания (отсека) на подстропильные фермы передаются (рис. 45):

в уровне верхнего пояса ферм - горизонтальные сейсмические нагрузки (S ₁) со связей по верхним поясам стропильных ферм и с прогонов, расположенных непосредственно над подстропильными фермами;

в уровне нижнего пояса ферм - горизонтальные сейсмические нагрузки (S ₂) со связей по нижним поясам стропильных ферм и стойки фахверка, расположенной у колонны (от собственного веса участка торцевой стены), и (S ₃) от веса продольной стены (см. п. 3.52б);

в середине пролета ферм - вертикальная нагрузка (Р).

Подстропильные фермы рассчитываются по схеме 1 или 2 (рис. 46) в зависимости от места расположения ферм в продольном ряду колонн и типа здания (рис. 45). При этом значения нагрузок

Таблица 11

Обозначения продольного ряда колонн по рис. 45		Схема 1	Схема 2
а г	Здания с антисейсмическим швом
	Здания без антисейсмического шва
б	Крайний ряд колонн		-
	Средний ряд колонн	; ;
в	Крайний ряд колонн	; ;
	Средний ряд колонн	; ;

* Определение нагрузок для случаев, когда в горизонтальных связях по нижнему поясу стропильных ферм необходимо установить дополнительные раскосы (рис. 36).

Примечания: 1. п - количество колонн в ряду; k - количество связей в ряду колонн.

2. Значение расчетных горизонтальных нагрузок  даны в предположении сжато-растянутых связей по колоннам.

3.  и  - определение расчетных нагрузок при размещении связей по колоннам не в середине отсека k ₁ ≥ 0,5.

S _b и S _н, непосредственно воздействующих на подстропильную ферму, определяются по формулам табл. 11.

При горизонтальном сейсмическом воздействии в поперечном направлении здания (отсека) нижние пояса подстропильных ферм, входящие в состав продольных связевых ферм, должны быть проверены на усилия, возникающие в поясе от совместного действия вертикальной нагрузки и горизонтальной сейсмической нагрузки, определяемой в соответствии с п. 3.51 а.

3.58. В покрытиях из сборных железобетонных плит при горизонтальном сейсмическом воздействии в продольном направлении здания (отсека) на стальные подстропильные фермы передаются сейсмические нагрузки в местах опирания на них продольных ребер плит (на опорных стойках и в середине пролета ферм, рис. 21). При этом сейсмическая нагрузка, действующая на все фермы в продольном ряду здания (отсека), распределяется равномерно между всеми точками опирания плит. В соответствии с этим способом передачи горизонтальной сейсмической нагрузки определяются расчетные усилия в элементах подстропильных ферм. При наличии вертикальных связей по колоннам эти усилия определяются в зависимости от месторасположения связей между колоннами.

Проверка нижних поясов подстропильных ферм при горизонтальном сейсмическом воздействии в поперечном направлении здания (отсека) производится в соответствии с п. 3.57.

Рис. 45. Расположение расчетных схем стальных подстропильных ферм по длине зданий (отсеков) с покрытиями из стального профилированного настила

а - при железобетонных колоннах и мостовых кранах; б - при стальных колоннах и мостовых кранах; в - без мостовых кранов и со связями между колоннами; г - без мостовых кранов и связей между колоннами; 1 - поперечная связевая ферма; 2 - подстропильные фермы; 3 - подкрановые балки; а. ш. - антисейсмический шов

Рис. 46. Расчетные схемы стальных подстропильных ферм покрытий из стального профилированного настила

3.59. Расчет фермы покрытия на особое сочетание нагрузок с учетом вертикальной сейсмической нагрузки рекомендуется начинать с определения периода первого тона собственных колебаний фермы. Период первого тона собственных колебаний T однопролетной шарнирно опертой фермы в секундах может быть определен по формуле

;                                                        (39)

где  - прогиб фермы в середине пролета от расчетной нагрузки при особом сочетании (см);

N _p - усилия в элементах фермы от расчетных нагрузок при особом сочетании;

N ₁ - усилия в элементах фермы от единичной нагрузки, приложенной в середине пролета фермы;

l - длина элементов фермы;

Е - модуль упругости стали;

A - площадь сечения элементов фермы.

Если период основного тона T ≤ 0,4 с, то при расчете фермы учитывается только первая форма колебаний. В этом случае коэффициенты η _ik определяются по формуле (8) из условия, что форма деформации оси фермы близка к форме параболической арки (рис. 47), ось которой выражается уравнением

,                                                 (40)

где

y_k - ордината параболической арки на расстоянии х_k, от начала координат;

f - величина ординаты параболической арки в середине пролета;

L - пролет параболической арки, равный пролету фермы;

х_k - расстояние от начала координат до точки k, в которой определяется величина ординаты параболической арки.

Если период основного тона T > 0,4 с, то расчет фермы должен производиться с учетом трех высших форм колебаний.

Указания по вычислению масс, сосредоточенных в узлах верхнего пояса ферм, при определении периодов и форм собственных колебаний и рекомендации по расчету ферм на сейсмические нагрузки при различных комбинациях нагрузок приведены в п. 3.37.

3.60. Конструкцию соединения стальных стропильных несущих конструкций покрытия (балок, ферм) с подстропильными, а также стропильных и подстропильных конструкций с колоннами каркаса здания с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, допускается принимать как для несейсмических районов.

Рис. 47. Форма параболической арки

Узлы соединения несущих конструкций покрытия с колоннами должны быть рассчитаны на усилия, возникающие в них в соответствии с величинами горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих на рассматриваемое соединение.