Определение расчетной нагрузки

Фермы

Обеспечение устойчивости ферм. Связи

Фермы обладают большой жесткостью в плоскости действия М и легко теряют устойчивость из плоскости. Соединенные только прогонами или плитами, они представляют собой геометрически изменяемую систему, имеют свободную длину из своей плоскости, равную пролету (рис.13.1, а)

Рис.13.1. Связи, обеспечивающие устойчивость стропильных ферм: 1 – прогоны; 2 – фермы; 3 – горизонтальные связи; 4 – вертикальные связи; 5 – пространственный блок

Для обеспечения неизменяемости покрытия между фермами устанавливаются связи.

Функции системы связей покрытия:

· обеспечение геометрической неизменяемости покрытия;

· уменьшение расчетных длин поясов фермы из их плоскости;

· восприятие горизонтальных нагрузок;

· обеспечение точности монтажа и удержание ферм в проектном положении при монтаже и эксплуатации здания.

Геометрическая неизменяемость покрытия обеспечивается созданием нескольких жестких блоков из 2-х соседних ферм, соединяемых связями по всем граням (рис.13.1, б).

Вертикальные фермы жесткого блока ставят по торцам ферм и в пролете: посередине при l≤30 м, в третях пролета при l>30 м.

Жесткие пространственные блоки устанавливают по торцам здания или температурного блока, а при L_зд>144 м – в промежутке между торцами.

Типы сечений стержней ферм

Рис.13.2. типы сечений стержней легких ферм

а) трубчатые стержни наиболее эффективны для сжатых стержней ферм (i_x=i_y≈0,355d; экономия стали до 20-25%; хорошая обтекаемость; долговечность); сложность сопряжения и высокая стоимость;

б) гнутозамкнутые требуют высокой точности изготовления; технологически могут быть выполнены с δ≤10-12 мм; большие пластические деформации в углах гиба повышают хрупкость стали;

в-д) из 2-х уголков – большой диапазон площадей; удобство конструирования узлов на фасонках; недостатки: большое число стержней с разными типоразмерами; повышенный расход металла на фасонки (до 20% общего расхода металла на стержни); высокая трудоемкость изготовления (25-30% трудозатрат на детали); повышенная коррозия из-за зазора между уголками;

ж) крестовое сечение их 2-х уголков – в поясах решетчатых башен и мачт;

е) из одиночных уголков – проще в изготовлении; применяют при небольших усилиях; недостаток: не имеют оси симметрии в плоскости фермы→создают условия для закручивания пояса;

и) – используют при внеузловой передаче нагрузки на пояс;

к) – экономнее по расходу металла и менее трудоемки.

Расчет ферм

Определение расчетной нагрузки

Нагрузки прикладывается, как правило, к узлам. Если нагрузка приложена в панели, то в основной расчетной схеме она распределяется между соседними узлами, при этом дополнительно учитывается местный изгиб пояса.

Усилия в стержнях определяют отдельно для каждой нагрузки:

· постоянная – от веса кровли, собственного веса ферм и связей;

· временная – полезная нагрузка на чердачное перекрытие, подвесное подъемно-транспортное оборудование;

· кратковременная – снег, ветер.

Расчетная постоянная нагрузка

, кН/м² – собственный вес фермы и связей;

, кН/м² – вес кровли;

α – угол наклона верхнего пояса к горизонту;

b – расстояние между фермами;

d_i и d_{i -1} – длины примыкающих к узлу панелей;

γ _f – коэффициент надежности для постоянных нагрузок

Расчетная узловая нагрузка от снега

S – расчетное значение веса снегового покрова на 1м² горизонтальной проекции кровли;

(Нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением расчетного значения на коэффициент 0,7)

При расчете учитывается возможное неравномерное распределение снегового покрова около фонарей или перепадов высот.

Давление ветра учитывается на поверхности с α>30°.