ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к расчетно-графической работе
«Рабочий чертеж стальной фермы покрытия здания»
Разработал студент
гр. З/13 сокр. А.В. Захаркив
(дата, подпись)
Проверил
Е.В. Житянная
(дата, подпись)
Нижний Новгород – 2016
Содержание
1. Конструктивная схема фермы.. 3
2. Конструкция кровли. 4
3. Нагрузки на стропильную ферму. 5
4. Определение усилий в элементах фермы.. 7
5. Конструирование и расчет элементов фермы.. 8
6. Расчет сварных соединений в ферме. 10
7. Расчёт опорного узла. 11
7.1 Нижний опорный узел. 11
7.2 Верхний опорный узел. 12
8. Расчёт прокладок. 13
9. Расчёт монтажного стыка отправочных марок фермы.. 13
Список использованной литературы.. 18
Конструктивная схема фермы
К расчету и конструированию принята ферма с параллельными поясами пролетом
lф = l – 2·200 = 24000 – 2·200 = 23600 мм
и высотой сечения по центрам тяжести сечений поясов
hф = 2250 – Zob – Zoh = 2250 – 30 – 20 = 2200 мм
где, Zob и Zoh – расстояние от обушков поясных элементов до их центров тяжести. Принятая схема фермы указана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Схема стропильной фермы
Конструкция кровли
Для заданного отапливаемого здания принимаем кровлю по Приложению 2[6] с суммарной толщиной минераловатного слоя утеплителя, δ=150мм для климатического района с 
со слоем пароизоляции. Принятая конструкция кровли показана на рисунке 2.1.
Рис. 2.1 Конструкция кровли.
Определяем необходимое сечение прогона:
Где q складывается из расчётной снеговой нагрузки (для IV снегового района расчётная нагрузка составляет 2,4 кН/м2) и расчётной нагрузки от покрытия.
Где 3 – ширина грузовой площади прогона, м.
Сталь С245: Ry=240МПа.
Принимаем швеллер № 22а W=212 см3; Ix=2330 см4.
Проверяем прогиб прогона:
Условие выполнено, значит, принимаем швеллер №22а Масса=22,6 кг/м.
Нагрузки на стропильную ферму
Вычисление суммарной расчетной постоянной и временной нагрузок, отнесенных к 1 м2 покрытия, выполнено в таблице 3.1. При этом конструкция кровли принята по рисунку 2.1, расчетные нагрузки от элементов кровли и прогонов по Приложению 4, а собственный вес ферм и связей принят равным 0,25 кН/м2. Коэффициент gf для снеговой нагрузки принят согласно СП [2].
Таблица 3.1 Вычисление постоянной и временной нагрузок.
| Вид нагрузки и расчет | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке, gf | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
1.Постоянная нагрузка от веса кровли:
1.1 Защитный слой: битумная мастика с втопленным гравием 20мм; γ ≈2000кг/м³
1.2 Гидроизоляционный слой «Техноэласт-К» из 3-х слоев
1.3 Плитный утеплитель типа «Роквулл» толщиной 150 мм «Пластер-Баттс»  =100 кг/м3
1.4 Пароизоляция - 1 слой полиэтиленовой пленки «Ютафол НАЛ»
1.5 Проф. Настил Н75-750-0,8
1.6 Стальные прогоны [22а
| 0,4 0,16 0,15 0,002 0,1 0,075 | 1,3 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 | 0,52 0,21 0,18 0,0022 0,105 0,079 |
| Итого: | 0,887 | - | 1,10 |
| 2.Нагрузка от собственного веса ферм и связей | 0,25 | 1,05 | 0,26 |
| Постоянная нагрузка, всего: | 1,137 | - | 1,36 |
| 3.Временная снеговая нагрузка | 1,68 | 2,4 | |
| Общая нагрузка: | 2,817 | - | 3,76 |
Полная узловая нагрузка на ферму:
F = q·dр·Вф = 3,76·3·6 = 67,7 кН
где, dр = 3 м - длина панели верхнего пояса фермы;
Вф = 6 м - шаг ферм.
Определение усилий в элементах фермы
Усилия в элементах фермы определяем от полной узловой нагрузки F=67,7 кН, расположенной во всех узлах верхнего пояса фермы. Результаты вычисления усилий в элементах фермы заносим в таблицу 4.1. При вычислении расчетных усилий учтен коэффициент надежности по назначению gn = 1,0.
Таблица 4.1 Определение усилий в элементах фермы.
| Элемент | Усилие кН от F = | γn | Расчетное усилие N∙γn, кН | Элемент | Усилие кН от F = | γn | Расчетное усилие N∙γn, кН | ||||
| 67,7 | 67,7 | ||||||||||
| Верхний пояс | 2-3 | 0,0 | 1,0 | 0,0 | Раскосы | 1-3 | -5,665 | -372,7 | 1,0 | -372,7 | |
| 3-5 | -7,864 | -517,4 | 1,0 | -517,4 | 3-4 | 4,230 | 278,3 | 1,0 | 278,3 | ||
| 5-6 | -7,864 | -517,4 | 1,0 | -517,4 | 4-6 | -2,537 | -166,9 | 1,0 | -166,9 | ||
| 6-8 | -10,591 | -696,8 | 1,0 | -696,8 | 6-7 | 0,845 | 55,6 | 1,0 | 55,6 | ||
| Нижний пояс | 1-4 | 4,454 | 293,0 | 1,0 | 293,0 | Стойки | 4-5 | -1 | -67,7 | 1,0 | -67,7 |
| 4-7 | 9,909 | 651,9 | 1,0 | 651,9 | 7-8 | -1 | -67,7 | 1,0 | -67,7 |
Рисунок 4.1 - Усилия в стержнях от нагрузки в кН