6.1. Определение усилий в стержнях фермы
В инженерных расчётах применяют следующую методику определения усилий в стержнях стропильных ферм. Вначале определяют усилия от вертикальной нагрузки, рассматривая ферму как свободно опертую. Упругое прикрепление фермы к колоннам учитывают путём приложения к опорам шарнирно опёртой фермы рамных изгибающих моментов и продольной силы, которые берут из таблицы расчётных усилий колонны в верхних сечениях. При расчёте фермы на вертикальные нагрузки предполагают, что в узлах – идеальные шарниры, стержни прямолинейны и их оси пересекаются в центре узлов. Внешние силы передаются на ферму в узлах. В стержнях возникают только осевые усилия.
При расчете удобно определять усилия в стержнях фермы отдельно от каждого вида нагрузки. Для этого необходимо вычислить узловые силы отдельно от постоянной и снеговой нагрузок по формулам
Gузл=gdи Pузл=Pd,
где g – расчетная нагрузка в от веса элементов конструкции покрытия (g=1859 кг/м2); P – расчетная снеговая нагрузка (P=poγf=1915,2кг/м2); d – длина панели верхнего пояса фермы (d=3 м);
Gузл=1859·3·=5577 кг = 5,58т
Pузл=1915.2·3=5745.6 кг = 5,75т
Нормальная сжимающая сила в ригеле (рамная составляющая) NΣриг= 6,2т
Усилие в первой панели H=M+/ho=45,72/3,15=14,51. 
| Определение расчетных усилий в стержнях для удобства ведем в табличной форме (таб.6.1.) |
| № эл. | Комбинации | Загружения | |
| Nmin | Nmax | ||
| Т | Т | Т | |
| Элементы верхнего пояса | |||
| -74,881 | -74,881 | -74,881 | |
| -74,881 | -74,881 | -74,881 | |
| -119,81 | -119,81 | -119,81 | |
| -119,81 | -119,81 | -119,81 | |
| -134,786 | -134,786 | -134,786 | |
| -134,786 | -134,786 | -134,786 | |
| -119,81 | -119,81 | -119,81 | |
| -119,81 | -119,81 | -119,81 | |
| -74,881 | -74,881 | -74,881 | |
| -74,881 | -74,881 | -74,881 | |
| 1,187e-014 | 1,187e-014 | 1,187e-014 | |
| Элементы нижнего пояса | |||
| 41,185 | 41,185 | 41,185 | |
| 101,089 | 101,089 | 101,089 | |
| 131,042 | 131,042 | 131,042 | |
| 131,042 | 131,042 | 131,042 | |
| 101,089 | 101,089 | 101,089 | |
| 41,185 | 41,185 | 41,185 | |
| Элементы стоек | |||
| -9,435 | -9,435 | -9,435 | |
| -9,435 | -9,435 | -9,435 | |
| -9,435 | -9,435 | -9,435 | |
| -9,435 | -9,435 | -9,435 | |
| -9,435 | -9,435 | -9,435 | |
| Элементы раскосов | |||
| -66,25 | -66,25 | -66,25 | |
| 54,204 | 54,204 | 54,204 | |
| -42,159 | -42,159 | -42,159 | |
| 30,113 | 30,113 | 30,113 | |
| -18,068 | -18,068 | -18,068 | |
| 6,023 | 6,023 | 6,023 | |
| 6,023 | 6,023 | 6,023 | |
| -18,068 | -18,068 | -18,068 | |
| 30,113 | 30,113 | 30,113 | |
| -42,159 | -42,159 | -42,159 | |
| 54,204 | 54,204 | 54,204 | |
| -66,25 | -66,25 | -66,25 | |
| Элементы опорных стоек | |||
| -4,718 | -4,718 | -4,718 | |
| -4,718 | -4,718 | -4,718 |
Определяем расчётные усилия в стержнях с помощью программы SCAD.
Если знак в столбцах «слева», «справа», «с 2-х сторон» не меняется, то берем из столбца «с 2-х сторон» число и умножаем на узловую нагрузку и заносим в соответствующий столбец. Если знак меняется, то находим еще максимальное число со знаком +и умножаем его на узловую нагрузку;
6.2. Определение усилий в стержнях фермы
Стержни ферм при узловой передаче нагрузки работают на продольные усилия сжатия или растяжения. Несущая способность сжатых стержней определяется из условия их устойчивости. Так как заранее трудно предугадать, в каком направлении выпучится стержень в момент потери устойчивости (в плоскости фермы или из плоскости фермы), то необходимо знать расчетные длины и проверить устойчивость стержня в обоих направлениях.
В соответствии со СНиП 11-В.3-72 расчётные длины стержней плоских ферм принимаются по таблице 6.2:
L0 - геометрическая длина стержня
L - расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы Для заданной фермы:
ВЛ·-Lх=3м Lу=6м;
Н.П·-Lх=6м Lу=12м.
Остальные:
13- Lх::L=у =4,35м,
|
Стержни стропильных ферм покрытий проектируются, из парных уголков или труб Наибольшее распространение получили сечения, составленные из двух уголков, которые имеют большой диапазон площадей, удобны при конструировании узлов на фасовках, не коробятся при сварке и требуют минимального количества сварочных работ. Сечения из двух уголков удобны и для поясов, и для стержней решетки. По горизонтальным полкам тавровых сечений верхних поясов удобно располагать прогоны или плиты, К полкам уголков прикрепляют связи. В зазор между уголками заводят узловые фасонки, к которым приваривают стержни фермы.
В данном проекте будем использовать для верхнего и нижнего поясов тавровое сечение из двух неравнобоких уголков составленных меньшими полками вместе, Т.К.xН.П.=2IyВ.П. Остальные элементы из 2-х равнобоких уголков.
Перед подбором сечений, запишем постоянные величины для будущего расчета:
8 = 12мм - зазор между свариваемыми поверхностями уголков; Ry = 3150кг / см2 - расчетное сопротивление стали 09Г2С.
6.3 Конструирование и расчёт узлов фермы
|
