Определение нагрузок на ферму

Стропильные фермы рассчитываются на нагрузки, передающиеся на них в виде сосредоточенных сил в узлах. Основными нагрузками при расчете стропильных ферм являются постоянные нагрузки от кровли, несущих конструкций покрытия, конструкций подвесного потолка, собственного веса фермы со связями и временные от снега, а также от ветра (при уклонах кровли более 30^о), подвесного подъемно-транспортного оборудования (при его наличии) и других возможных технологических нагрузок.

Постоянные нагрузки, как правило, принимаются равномерно распределенными. Значения нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузке, необходимые при выполнении курсового проекта, для некоторых наиболее распространенных элементов покрытий приведены в табл. 3.

Равномерно распределенная нагрузка подсчитывается сначала на 1 м² площади, затем по грузовой площади находится сосредоточенная сила, действующая на каждый узел.

При наличии фонарной надстройки нагрузки от бортовых стенок фонаря и остекления учитываются в виде сосредоточенных сил, приложенных в узлах опирания крайних стоек фонаря.

Сбор нагрузок на ферму пролетом L = 30 м с размером панели верхнего пояса d = 3 м. Шаг колонн В = 12 м.

Расчетная схема фермы представлена на рис. 18. При вычерчивании схемы фермы за расчетную высоту принимается расстояние между осями поясов:

h_о = Н_р,о – ∑z_о = 3150 – 90 = 3060 мм,

где сумму привязок осей поясов таврового сечения к их внешним граням ∑z_о можно принять равной 80…100 мм.

Уклоном фермы при i = 0,025 можно пренебречь.

Рис. 18. Схема приложения усилий на ферму

Постоянная нагрузка. Состав кровли приведен в табл. 4. Нагрузки (см. п. 2.2): от массы ограждающих элементов покрытия g_пк = 1,43 кН/м²; двенадцатиметрового решетчатого прогона g_пр = 0,119 кН/м²; стропильной фермы g_ф = 0,167 кН/м².

Узловые силы от постоянной нагрузки:

F_р = (g_nk + g_nрγ_f + g_фγ_f) Вd =

= (1,43 + 0,119 · 1,05 + 0,107 · 1,05) 12 · 3 = 62,3 кН;

F_ор = F /2 = 62,3 / 2 = 31,15 кН.

Опорные реакции:

F_Аg = F_Вg = 9 F / 2 = 9 · 62,3 / 2 = 281,7 кН.

Снеговая нагрузка. Расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность покрытия для второго снегового района (см. п. 3.2.2):

S = S_g μ = 1,2 · 1 = 1,2 кН/м².

Коэффициент μ учитывает неравномерное распределение снега по покрытию и возможность образования вследствие переноса снега снеговых мешков у перепадов высот и зависит от конфигурации кровли.

Для зданий без фонарей и перепадов высот при угле наклона кровли α ≤ 25^о μ = 1; при α ≥ 60^о μ = 0, в интервале 25^о < α <60^о значение μ определяется линейной интерполяцией.

Воздействие снеговой нагрузки через покрытие на поперечную раму аналогично воздействию нагрузки от веса покрытия.

Узловые силы от снеговой нагрузки:

F_s = SВd = = 1,2 · 12 · 3 = 43,2 кН;

F_оs = F_s /2 = 43,2 / 2 = 21,6 кН.

Силы F_ор и F_оs приложены к колоннам и в расчете фермы не учитываются.

Опорные реакции

F_Аs = F_Вs = 9 F_s /2 = 9 · 43,2 / 2 = 194,4 кН.

При наличии фонарной надстройки рассматриваются два варианта снеговой нагрузки (см. [1], п. 13.3.1).

При жестком сопряжении ригеля с колонной ферма в составе рамы испытывает воздействие рамных опорных моментов и продольной силы Н_р (усилия от распора), прикладываемой при восходящем опорном раскосе целиком к нижнему поясу.

Значение опорных моментов слева М ₁ и справа М ₂ принимаются при одной и той же комбинации нагрузок из таблицы расчетных усилий колонны в уровне сопряжения колонны с фермой. Взяв наибольший момент для левой опоры фермы М ₁ при определенном сочетании нагрузок, определяют соответствующий момент для правой опоры М ₂ при том же комбинации нагрузок.

При определении опорных моментов следует учитывать первую комбинацию с максимальным по абсолютному значению моментом, вызывающую наибольшее растягивающее усилие в крайней панели верхнего пояса, и вторую комбинацию моментов без учета снеговой нагрузки для определения возможного сжимающего усилия в нижнем поясе.

Нагрузка от рамных моментов. Первая комбинация (сочетание 1, 2, 4, 6, 8, см. п. 3.4.2):

М ₁ = – 1079 кН·м; М ₂,_соот – 311,2 кН·м.

Вторая комбинация (без учета снеговой нагрузки):

М′ ₁ = – 1079 – (– 247,1) = – 831,9 кН·м;

М′ ₂,_соот = – 311,2 – (– 247,1) = – 64,1 кН·м.

Нагрузка от распора рамы. Первая комбинация (определяется в сечении 5-5 по поперечной силе Q):

H _{1 р} = – 13,5 + (– 16,5) + (– 55,8) + (– 28,2) + (– 15,6) = – 129,6 кН.

Вторая комбинация (без учета снеговой нагрузки):

H ′_{1 р} = – 129,6 – (– 16,5) = – 113,1 кН.

Поиск по сайту: