Рис 5.1. расчетная схема стропильной фермы пролетом 24 м
Определение расчетной узловой нагрузки:
Определение усилий в стержнях фермы:
Таблица 5.1.
Усилия в стержнях фермы от расчетной нагрузки.
| Номер стержня | Усилие от единичной нагрузки | Узловая нагрузка Р, (кН) | Усилие от Р, (кН) |
| Нижний пояс | |||
| 1-2 | 
| ||
| 2-3 | 2,857 |
| 360,72 |
| 3-4 | 6,667 |
| 841,78 |
| Верхний пояс | |||
| 8-9 | 0,476 |
| 60,1 |
| 9-10 | 0,476 |
| 60,1 |
| 10-11 | -5,238 |
| -661,35 |
| 11-12 | -5,238 |
| -661,35 |
| Номер стержня | Усилие от единичной нагрузки | Узловая нагрузка Р, (кН) | Усилие от Р, (кН) |
| 12-13 | -7,143 |
| -901,88 |
| Стойки | |||
| 1-8 |
| ||
| 2-9 | -1 |
| -126,26 |
| 3-11 | -1 |
| -126,26 |
| 4-13 | -1 |
| -126,26 |
| Раскосы | |||
| 2-8 | -0,69 |
| -68,12 |
| 2-10 | -4,833 |
| -610,22 |
| 3-10 | 3,452 |
| 435,85 |
| 3-12 | -2,071 |
| -261,48 |
| 4-12 | 0,69 |
| 87,12 |
Конструктивный расчет фермы
Таблица 6.1
Расчетные длины стержней фермы
| Номер стержня | Тип стержня | Расчетная длина стержня | |
| в плоскости | из плоскости | ||
| 1-2, 6-7 | Нижний пояс, консоль | 3,0 | 6,0 |
| 2-3, 5-6 | Нижний пояс | 6,0 | 6,0 |
| 3-4, 4-5 | Нижний пояс | 6,0 | 12,0 |
| 8-9, 9-10, 10-11, 11-12, 12-13, 13-14, 14-15, 15-16, 16-17, 17-18 | Верхний пояс | 3,0 | 3,0 |
| 2-8, 2-10, 6-16, 6-18 | Опорный раскос | 4,35 | 4,35 |
| 3-10, 3-12, 4-12, 4-14, 5-14, 5-16 | Раскосы | 3,48 | 4,35 |
| 2-9, 6-17 | Опорные стойки | 3,15 | 3,15 |
| 1-8, 3-11, 4-13, 5-15, 7-18 | Стойки | 2,52 | 3,15 |
Таблица 6.2
Рекомендуемая толщина фасонок.
| Усилия в опорном раскосе кН | До | 160- | 260- | 410- | 610- | 1010- | 1410- | Более |
| Толщина фасонки, мм |
Конструирование раскосов
Раскос 3-10 и 5-16.
Усилие в опорном раскосе, 
, тогда по таблице 6.2 принимаем толщину 
.
Определение требуемой площади сечения раскоса:
Требуемая площадь сечения одного уголка сечения стержня фермы:
По сортаменту принимаем равнополочный уголок 7х70 с А1=9,42 см2 и радиусом инерции сечения, 
. Моменты инерции 
, расстояние от наружной грани полки до центра тяжести сечения 
Характеристики сечения двух уголков составленных в тавр:
где, 
Проверка условия предельной гибкости:
Условие проверки выполняется.
Окончательно, сечение раскоса 3-10 принимаются из двух уголков 70х7.
Проверка прочности сечения
Условие проверки выполняется, запас составляет (1-0,964)100%=3,6%
Стержень верхнего пояса 12-13
Усилие в опорном раскосе, 
, тогда по таблице 6.2 принимаем толщину .
Определение требуемой площади сечения раскоса:
Требуемая площадь сечения одного уголка сечения стержня фермы:
По сортаменту принимаем равнополочный уголок 140х14 с А1=32.49 см2 и радиусом инерции сечения, 
. Моменты инерции 
, расстояние от наружной грани полки до центра тяжести сечения 
Характеристики сечения двух уголков составленных в тавр:
где, 
Проверка условия предельной гибкости:
Условие проверки выполняется.
Окончательно, сечение стержня 12-13 принимаются из двух уголков 140х14х12.
Проверка прочности сечения
Условие проверки выполняется, запас составляет (1-0,85)100%=14,83%
Расчет промежуточных узлов.
Расчет узла №10
Расчет швов крепления раскоса 2-10:
Катет шва принимаем 
Расчет швов крепления раскоса 3-10:
Катет шва принимаем
Расчет швов крепления верхнего пояса в узле 10:
Р=126,26 кН;
Катет шва принимаем 1 см, тогда:
Расчет узла в месте изменения сечения пояса.
Усилие, действующее в стыке:
Требуемая площадь сечения стыковых накладок:
Принимаем ширину накладки b=200-50+20=170 мм.
Толщина накладки:
Окончательно толщину накладки принимаем t=1 см.
Расчет усилия швов прикрепляющимся листовые накладки к поясам:
Принимаем катет шва для крепления накладки к полке уголка 70х7 максимальным
тогда длина сварного шва крепления накладки к этому уголку:
Принимаем катет шва для крепления накладки к полке уголка 100х10
тогда длина сварного шва крепления накладки к этому уголку:
Расчет монтажных узлов.
Усилие на горизонтальную накладку:
1,2 – коэффициент запаса учитывающий возможную потерю качества при монтаже.
Усилие на вертикальную накладку:
Ширина горизонтальной накладки:
с учетом ГОСТ 82-70 принимаем 
Ширину вертикальной накладки принимаем равной ширине полки поясного уголка
Толщина вертикальной накладки:
Окончательно 
принимаем с учетом ГОСТ 82-70 и не менее толщины фасонки
.
Характеристики высокопрочных болтов из стали 40Х по ГОСТ Р 52643.
Площадь сечения болта диаметром 20 мм с учетом ослабления резьбой
Расчетное усилие, которое может воспринято каждой плоскостью трения элементов:
Количество болтов в горизонтальной накладке по одну сторону от стыка:
Количество болтов вертикальной накладке:
Минимальное расстояние между центрами отверстий под болты, размещаемых вдоль усилия для болтов, размещаемых в шахматном порядке: u=80 мм.