- •Компоновка конструктивной схемы здания
- •Постоянная распределенная нагрузка от покрытия
- •Статический расчет поперечной рамы
- •Расчет на постоянную нагрузку
- •Расчет на снеговую нагрузку
- •Расчет на вертикальную нагрузку от мостовых кранов
- •Расчет на горизонтальную нагрузку от мостовых кранов
- •Расчет на ветровую нагрузку
- •Составление комбинаций усилий в сечениях стойки рамы и определение усилий для расчета колонн
- •Расчет подкрановой балки
- •Исходные данные
- •Сбор нагрузок на подкрановую балку
- •Определение усилий
- •Подбор сечения балки
- •Проверка прочности сечения балки
- •Проверка устойчивости стенки
- •Расчет опорной части
- •Расчет сварных швов, соединяющих элементы составной сварной балки
- •Расчет ступенчатой колонны
- •Исходные данные
- •Определение расчетных длин колонны
- •Подбор сечения верхней части колонны
- •Подбор сечения нижней части колонны
- •Подбор сечения решетки нижней части колонны
- •Проверка устойчивости нижней части колонны в плоскости действия момента, как единого целого
- •Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
- •Расчет и конструирование базы колонны
- •Расчет базы наружной ветви
- •Расчет базы внутренней ветви
- •Расчет усилий в стержнях фермы
- •Подбор и проверка сечений стержней фермы
- •Расчетные усилия в стержнях ферм
- •Расчет сварных швов
Расчет усилий в стержнях фермы
Усилия в стержнях фермы определяем раздельно для каждой нагрузки с помощью построения диаграммы Максвелла-Кремоны.
При вычерчивании схемы фермы за расчетную высоту принимается расстояние между осями поясов. Сумма привязок осей поясов таврового сечения к их внешним граням можно принять равной 100 мм. Для симметричных нагрузок (постоянная и снеговая) достаточно построить диаграммы усилий только для половины фермы. Строим диаграмму усилий от постоянной и снеговой нагрузок. Максимальные усилия в стержнях фермы от снеговой нагрузки получаются при первом варианте загружения. По второму варианту определим только усилия в стойках. Эти усилия равны узловым нагрузкам.
Усилия от единичных моментов умножаются на соответствующие величины моментов и суммируются. Для построения диаграммы единичный момент заменяется парой сил с плечом, равным расчетной высоте фермы на опоре:
Вертикальные опорные реакции фермы равны:
Подбор и проверка сечений стержней фермы
Подбор сечений стержней фермы проводится по требуемой площади:
- для сжатых элементов.
Принимаем λ = 60 (для поясов) и λ = 100 (для решетки).
Требуемая площадь для растянутых элементов:
Подбираем сечения из равнополочных уголков.
Расчетные усилия в стержнях ферм
Таблица 2
Элемент |
№ стержней |
Усилия от постоянной нагрузки |
Усилия от снеговой нагрузки |
Усилия от опорных моментов |
Усилия от распора рамы |
Расчетные усилия |
|||||||
Ψ=1 |
Ψ=0,9 |
S1 от М1=1 |
S2 от М2=1 |
S1 М1 М1= -1678,9 кН∙м (-1409)* |
S2М2 М2= -927,9 кН∙м (-658)* |
№ нагрузок |
растяжение |
№ нагрузок |
сжатие |
||||
1 |
2а |
2б |
3 |
4 |
5 |
||||||||
Верхний пояс |
В1-1 |
0 |
0 |
0 |
-0,328 |
0 |
550,7 |
0 |
- |
3 |
550,7 |
- |
- |
В2-3 |
-1025,9 |
-309,6 |
-278,6 |
-0,277 |
-0,052 |
465,1 |
121 |
- |
- |
- |
1;2а |
-1167 |
|
В3-4 |
-1025,9 |
-309,6 |
-278,6 |
-0,277 |
-0,052 |
465,1 |
121 |
- |
- |
- |
1;2а |
-1167 |
|
В4-6 |
-1481,2 |
-431,5 |
-388,4 |
-0,220 |
-0,108 |
369,4 |
159 |
- |
- |
- |
1;2а |
-1628 |
|
В5-7 |
-1481,2 |
-431,5 |
-388,4 |
-0,220 |
-0,108 |
369,4 |
159 |
- |
- |
- |
1;2а |
-1628 |
|
В6-9 |
-1393,3 |
-399,7 |
-359,7 |
-0,164 |
-0,164 |
275,3 |
190 |
- |
- |
- |
1;2а |
-1533 |
|
Нижний пояс |
Н-2 |
570,4 |
174,6 |
157,1 |
0,307 |
0,024 |
-432,6* |
-41,4* |
-98,3* |
1;2а |
745,0 |
- |
- |
Н-5 |
1275,5 |
378,9 |
341,0 |
0,227 |
0,080 |
-319,8* |
-68* |
-98,1* |
1;2а |
1654,4 |
- |
- |
|
Н-8 |
1421,6 |
407,8 |
367,0 |
0,194 |
0,137 |
-273,3* |
-89* |
-97,9* |
1;2а |
1829,4 |
- |
- |
|
Решетка |
1-2 |
-959,9 |
-293,5 |
-264,2 |
0,039 |
-0,039 |
-65,5 |
30,5 |
- |
- |
- |
1;2а |
-1119 |
2-3 |
680,7 |
201,9 |
181,7 |
-0,043 |
0,043 |
72,2 |
-33 |
- |
1;2а |
882,6 |
- |
- |
|
4-5 |
-437,7 |
-121,8 |
-109,6 |
0,048 |
-0,048 |
-80,6 |
31 |
- |
- |
- |
1;2а |
-715 |
|
5-6 |
331,2 |
84,0 |
75,6 |
-0,048 |
0,048 |
80,6 |
-31 |
- |
1;2а |
415,2 |
- |
- |
|
7-8 |
94,3 |
39,8 |
35,8 |
0,054 |
-0,054 |
-90,7 |
29 |
- |
1;2а |
134,1 |
- |
- |
|
8-9 |
-75,1 |
-21,5 |
-19,4 |
-0,054 |
0,054 |
90,7 |
-29 |
- |
- |
- |
1;2а |
-96,6 |
|
3-4 |
-138,6 |
-47,5 |
-42,8 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
1;2а |
-186,1 |
|
6-7 |
-140,4 |
-64,8** |
-58,3** |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
1;2а |
-205,2 |
|
9-9’ |
339,6 |
97,4 |
87,7 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
1;2а |
437,0 |
- |
- |
*По второй комбинации моментов и распоров
**По второму варианту снеговой нагрузки
Элемент |
№ стержня |
Расчетное усилие, кН |
Сечение |
Площадь А, см2 |
lx/ly см |
ix/iy, см |
λx/λy |
[λ] |
ϕmin |
γс |
Проверка сечений |
||
Растяжение |
Сжатие |
прочность N/An ≤ R×(γc/γn), кН/см2 |
устойчивость N/(ϕA) ≤ R×(γc/γn), кН/см2 |
||||||||||
Верхний пояс |
В-1 |
550,7 |
- |
- |
- |
252 252
300 300
|
-
|
- |
- |
- |
0,95 |
- |
- |
В-3 В-4 |
- |
1335,5 |
180×12 |
84,4 |
303 303 |
5,59 7,83 |
54,2 38,7 |
126 |
0,770 |
0,95 |
- |
20,5<24 |
|
В-6 В-7 |
-
|
1912,7
|
200×16 |
124 |
303 303 |
6,17 8,71 |
49,1 34,8 |
129 |
0,798 |
0,95 |
- |
19,3<24 |
|
В-9 |
- |
1793,0 |
200× 14 |
109,2 |
303 303 |
6,20 8,67 |
48,9 35,0 |
126 |
0,799 |
0,95 |
- |
20,5<24 |
|
В стадии монтажа ly = 1762 см; iy.ср =(7,1×8,56+8,71×6,04+8,71×3,02)/17,62=7,93; λy=1460/7,93=184 < [λ] = 220 |
|||||||||||||
Нижний пояс |
Н-2 |
745,0 |
- |
110×8 |
34,4 |
550 550 |
3,39 4,94 |
162 11 |
250 |
- |
0,95 |
21,7<24 |
- |
Н-5 Н-8 |
1654,4 1829,4 |
- |
180×12 |
84,4 |
600 1200 |
5,59 7,83 |
10 15 |
250 |
- |
0,95 |
21,7<24 |
- |
|
Раскосы |
1-2 |
- |
1253,4 |
200х 16
|
124 |
420 420 |
6,17 8,71 |
68,1 48,2 |
141 |
0,687 |
0,95 |
- |
14,7<24 |
2-3 |
882,6 |
- |
125х8 |
39,4 |
386 454 |
3,87 5,53 |
99,7 82,1 |
300 |
- |
0,95 |
22,4<24 |
- |
|
4-5 |
- |
559,5 |
160х 10 |
62,8 |
410 512 |
4,96 6,98 |
82,7 73,4 |
163 |
0,594 |
0,8 |
- |
15,0<20,2 |
|
5-6 |
415,2 |
- |
80х6 |
18,76 |
435 512 |
2,47 3,72 |
176 138 |
300 |
- |
0,95 |
22,1<24 |
- |
|
7-8 |
134,1 |
- |
63х5 |
12,26 |
490 576 |
1,94 3,01 |
253 191 |
300 |
- |
0,95 |
10,9<24 |
- |
|
8-9 |
- |
96,6 |
100х8 |
31,2 |
461 576 |
3,07 4,54 |
150 127 |
175 |
0,278 |
0,8 |
- |
11,1<20,2 |
Стойки |
3-4
|
-
|
186,1
|
90х6 |
21,2 |
301 376 |
2,78 4,11 |
108 91,5 |
118
|
0,445 |
0,8 |
- |
19,7<20,2
|
6-7
|
-
|
205,2
|
100х8 |
31,2 |
362 453 |
3,07 4,54 |
118 99,8 |
128 |
0,398 |
0,8 |
-
|
16,5<20,2
|
|
9-9’
|
437,0
|
-
|
90х6 |
21,2 |
451 530 |
2,78 4,11 |
162 129 |
300 |
- |
0,95 |
20,6<24 |
- |