Проектирование металлической фермы

 

1. Исходные данные

 

Необходимо рассчитать и законструировать стропильную ферму покрытия пролётом 27 м. Шаг ферм 8 м, сечение элементов решетки фермы выполнены из парных уголков, пояса из тавров. Покрытие тёплое. Климатический район по снеговому покрову – IV. Материал фермы – сталь марки 14Г2 (ГОСТ 19282 – 73*), соответствует марке С345 по ГОСТ 27772-88*, соединения стержней в узлах фермы сварные, коэффициент надёжности по назначению зданий . Высота фермы по наружным граням поясов 3150 мм.

 

 

 

Рис. 1. Схема стропильной фермы

2. Сбор нагрузок на ферму

 

На ферму действуют два вида нагрузок:

1)   постоянная от собственного веса конструкций покрытия;

2)   временная снеговая, которую можно отнести только к кратковременной с полным нормативным ее значением.

Величины расчетных нагрузок на 1 м² (горизонтальной проекции) площади покрытия от собственного веса конструкции удобно определять в табличной форме.

 

 

 

 

Таблица 1.

Определение нагрузок, действующих на ферму

 

Вид нагрузки и ее составляющие	Норма-тивная нагрузка ()	Коэф-т надеж-ности по нагруз-ке	Расчет-ная нагрузка ()
1	2	3	4
Постоянная: -    защитный слой гравия, на битумной мастике, t=20 мм, g=20 кН/м3 -    гидроизоляционный ковер из 4-х слоев рубероида -    утеплитель из минераловатных плит t=100 мм, g=2,5 кН/м3 -    пароизоляция из одного слоя рубероида -    цементная стяжка t=20мм -    сборные железобетонные ребристые плиты 8 x 2,7 м -    собственная масса фермы -    связи покрытия	0,4   0,2   0,25   0,05   0,4   1,6 0,3 0,04	1,3   1,3   1,3   1,3   1,3   1,1 1,05 1,05	0,52   0,26   0,325   0,065   0,52   1,76 0,315 0,042
Итого:   Временная   - снег по всему покрытию		1,4
Всего:	4,74	-	5,91

 

Значения погонных равномерно распределенных расчетных нагрузок от собственного веса конструкций и снега (в кН/м) определяются по формулам:

Q_КР = q_КР × В = 3,81× 8 = 30,48 кН/м ;

Р_СНЕГА = Р_СН × В = 2,1× 8 =16,8 кН/м ;

где В – шаг ферм (В = 8 м);

 q_КР, Р_СН – расчетные нагрузки действующие на ферму из табл. 1

 

Общая нагрузка на промежуточные узлы фермы от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле:

F₁ = (Q_КР +P_СНЕГА) × d = (30,48 + 16,8) × 2,7 = 127,66 кН;

где d – длина панели верхнего пояса (d = 2,7 м)

Общая нагрузка на опорные стойки от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле :

F₂ = 0,5 × F₁ = 0,5 × 127,66 = 63,83 кН

Тогда, опорная реакция равна :

0,5 × (2× F₂+9× F₁) =5 × F₁ = 0,5 × (2×63,83 + 9×127,66) =638,3 кН

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Схема загружения фермы.