Фермы покрытий промышленных зданий

 

Для отапливаемых зданий, а также для неотапливаемых с железобетонными плитами основным типом стропильных конструкций являются фермы с параллельными поясами (уклон i = 2, 5 % ). Высота ферм по наружным граням поясов принята 3150 мм, что позволяет собирать фермы, независимо от пролета, в едином кондукторе. Высота ферм из круглых труб равна 2900 мм по осям поясов (рисунок 36).

Решетку стропильных ферм проектируют обычно треугольной с дополнительными стойками. Размер панели верхнего пояса принимают модульным, равным 3 м. Номинальные длины ферм приняты меньше пролета здания за счет укорочения крайних панелей на размер привязок фермы (рисунок 37).

При членении фермы на отправочные элементы следует стремиться к тому, чтобы обе половины фермы были одинаковыми и чтобы наибольшая высота отправочного элемента не превышала 3, 8 м в чистоте. Эта наибольшая высота изделий, перевозимых по железной дороге.

Основными нагрузками при расчете стропильных ферм являются постоянная нагрузка от кровли и несущих конструкций покрытия и нагрузка от снега.

При членении фермы на отправочные элементы следует стремиться к тому, чтобы обе половины фермы были одинаковыми и чтобы наибольшая высота отправочного элемента не превышала 3, 8 м в чистоте. Эта наибольшая высота изделий, перевозимых по железной дороге.

Основными нагрузками при расчете стропильных ферм являются постоянная нагрузка от кровли и несущих конструкций покрытия и нагрузка от снега.

Нагрузка от ветра вызывает в элементах фермы, как правило, усилия противоположного знака по сравнению с усилиями от массы покрытия и снега. Поэтому при расчете ферм ветровую нагрузку следует учитывать только в том случае, если ее величина превышает массу покрытия (при легких кровлях и в районах с повышенной ветровой нагрузкой).

Нагрузку на ригель от собственного веса конструкций покрытия и снега надлежит определять отдельно.

Постоянные нагрузки от кровли, стропильных ферм, связей по покрытию принимаются, как правило, равномерно распределенными по длине ригеля.

Величину расчетной постоянной нагрузки на 1 м² покрытия удобно определять в табличной форме (см. таблицу 2).

 

Рисунок 36. Схемы стропильных ферм а – из спаренных уголков и тавров; б – из широкополочных двутавров с решеткой из замкнутых профилей или уголков; в − с поясами из тавров и решеткой из одиночных уголков; г − из труб; д − из замкнутых прямоугольных профилей.

 

 

Рисунок 37

В распределенную поверхностную нагрузку включаются нагрузки от всех слоев кровли, конструкций фермы, связей с соответствующими коэффициентами надежности по нагрузке.

Согласно [19], снеговую нагрузку на покрытие без фонаря отдельно стоящего здания следует принимать равномерно распределенной по пролету. Поскольку снеговая нагрузка является временной, необходимо рассмотреть схему со снеговой нагрузкой, действующей на половине пролета фермы [19].

 При одностороннем загружении фермы снеговой нагрузкой усилия в поясах и прилегающих к опоре раскосах меньше, чем при загружении по всему пролету. В примыкающих к середине фермы раскосах могут возникнуть усилия противоположного знака, например, вместо растяжения сжатие. Усилия в стержнях фермы от одностороннего загружения можно не определять, если примыкающие к середине фермы раскосы ( по два раскоса от середины в каждую сторону) будут запроектированы в соответствии с требованиями, предъявляемыми нормами к сжатым стержням, т.е. гибкость их не должна превышать   и расстояние между соединительными планками будет не более 40 i.

Вся нагрузка, действующая на ферму, обычно прикладывается к узлам фермы, к которым прикрепляются элементы поперечной конструкции (например, прогоны кровли). Если нагрузка приложена непосредственно в панели, то в основной расчетной схеме она также распределяется между ближайшими узлами, но дополнительно учитывается местный изгиб пояса от расположенной на нем нагрузки. Пояс фермы при этом рассматривается как неразрезная балка с опорами в узлах.

Рисунок 38. Расчетная схема фермы

 

Расчетная постоянная нагрузка, действующая на любой узел фермы, зависит от грузовой площади, с которой она собирается (заштрихована на рисунок 38 ) и определяется по формуле

(84)

где g – расчетная постоянная нагрузка от покрытия, кН/м²;

b – расстояние между фермами;

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

Расчетную узловую нагрузку от снега определяют по формуле

 

(85)

где S _р – расчетный вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли.

(86)

Все обозначения см. выше (сбор нагрузок на поперечную раму).

При расчете ферм со стержнями из уголков или тавров предполагается, что в узлах системы – идеальные шарниры, оси всех стержней прямолинейны, расположены в одной плоскости и пересекаются в центре узлов. Стержни такой идеальной системы работают только на осевые усилия. Усилия в стержнях фермы могут быть получены любым способом строительной механики. Наиболее просто и удобно определить их графическим способом, путем построения диаграммы Максвелла− Кремоны.

При шарнирном сопряжении фермы с колонной необходимо построить диаграммы усилий: от постоянной нагрузки и от снеговой нагрузки.

 При жестком сопряжении фермы с колонной необходимо построить диаграммы усилий: от постоянной нагрузки, от снеговой нагрузки и от рамных моментов на опорах М₁ и М₂. Усилия от рамных моментов на опорах можно определить графическим или аналитическим способом, приложив на опорах фермы две пары горизонтальных сил (рисунок 39):

 

(87)

где h_оп– расстояние между осями поясов фермы на опоре.

Рисунок 39 а ‒ схема приложения нагрузки; б ‒ расчетная схема

 

Значения опорных моментов М₁ и М₂ берут из таблицы расчетных усилий колонны для сечения 4− 4 (см. приложение 1 таблицу П.1.1 ), при этом, взяв момент для левой опоры М_1, нужно определить опорный момент для правой опоры М₂ при той 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.

Для определения расчетных усилий в стержнях фермы составляют таблицу, включающую усилия от постоянных и временных нагрузок, от распора рамы и опорных моментов (см. приложение II таблицу П 2.1. ).

Расчетные усилия получают суммированием отдельных составляющих в их неблагоприятном сочетании.

Разгружающее влияние опорных моментов и распора обычно не учитывают.

Если усилия в рассматриваемом стержне от вертикальной нагрузки, опорных моментов и распора рамы имеют одинаковые знаки, то принимают их сумму.

Если знаки усилий разные и усилия от распора и моментов меньше по абсолютному значению, то за расчетное берут усилие только от вертикальной нагрузки.

Если же усилия имеют разные знаки, и усилия от распора и моментов больше усилий от вертикальной нагрузки, то стержень должен быть проверен и на алгебраическую сумму этих усилий.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: