2 Расчет нагрузки.

2.1 Расчет строительной фермы.

Ферма – это стержневая конструкция служащая для опирания конструкции покрытия.

Элементы ферм соединяются в узлах и составляют геометрическую неизменимую схему. При решении фермы считается, что все стержни соединяются в узлах шарниров. Нагрузка передается в узлы ферм. Этом случае стержни испытывают только осевые усилия, сжатие или растяжения. Расстояния между опорами ферм называют пролетом. Расстояния между узлами ферм называются тонель 3м. Расчет фермы ведется 2- мя способами; 1аналитический (метод вырезания узлов) 2 геометрический (построения Диаграммы Максвелла - Кримоне).

План расчета.

1. Сбор нагрузок от покрытия.

2. Передача нагрузок в узлы ферм.

3. Определения опорных реакций ферм.

4. Построения расчетной схемы фермы.

5. Распределения зон усилий в стержнях фермы.

6. Построения диаграммы от внешних усилий.

7. Построения диаграммы внутренних ферм.

8. Определения усилий в стержнях фермы.

9. Подбор сечений стержней ферм.

10. Расчет длины сворных швов.

11. Конструирования ферм.

12. Заполнения спецификации элементов на ферму.

Рисунок 2.1- Сбор нагрузок на промышленное здания черной металлургии.

Таблица 1 - Сбор нагрузок на 1 м² покрытия здания.

Номр. п/п	Элемент покрытия	Нормативная нагрузка кг/м2	Коффециент Перегрузки.		Расчетная нагрузка.
1	Стальной профилированный настил.	15	1,1		16,5
2	Прогоны стольные из швеллера.	10	1,1		11
3	Стольная ферма со связями.	14	1,1		15,4
4	Стольной фонарь.	14	1,1		15,4
Итого:		-------	-------	58,3
Снег:		100	1,4		140
Всего:		-------	------	198,3
				199

Сбор нагрузок на 1пог.м. фермы.

Шаг ферм 6м нагрузка на 1м² =199кг/м²

199кг/м² х 6м =1194кг/м

Определяем погонную нагрузку на собственный вес фермы.

Ферма стольная пролет 24м по каталогу вес фермы: 2,2т

2,2т : 24м х 1,2 = 0,11кг/м.

Аэр. Фонаря пролет 6м вес -0,55т

Определяем погонную нагрузку от веса фонаря

0,55т : 6м х 1,2 = 0,10т ≈ 100кг/м

Определяем полную нагрузку;

1194кг/м + 110кг/м + 100кг/м = 1404кг/м

Q1404кг/м

Рисунок 2.2- Полную нагрузку на собственный вес фермы и фонаря.

Передаем нагрузку в узлы фермы расстояния между узлами 3м

1404кг/м х3м = 4212кг/м ≈ 4,2т

1404кг/м х 1,5 =2106кг/м ≈ 2,1т

Определяем опорную реакцию фермы.

2,1+ 4,2+4,2+2,1+2,1+4,2+2,1+2,1+4,2+4,2+2,1=33,6 : 2 =16,8т

4,2

2,1 2,1

2,1 4,2 4,2 2,1 2,1 4,2 4,2 2,1

16,8т 16,8т

24000

Рисунок 2.3- Передаем нагрузку в узлы фермы расстояния между узлами 3м

Сбор нагрузок на колонну

Р1

Р2

Р3

Р4

Рисунок 2.4- Сбор нагрузок на колонну.

Р1 – нагрузка от покрытия и фермы 16,8т.

Р2 –нагрузка от подкрановой балки и кранового оборудования.

Р3 - нагрузка от стеновых панелей.

Р4 – собственный вес колонны.

Определяем нагрузку от кругового оборудования Q = 30т

Коффециент перегрузки.

30т х 1,3 : 2 = 19,5т

Определяем нагрузку от веса подкрановой балки стальной тавровой балки длина -6м вес – 810кг

810кг х 1,2 :2 х2= 972кг ≈ 0,98т

1,2 перегрузки.

Определяем полную нагрузку на колонну от крана;

Р2 = 19,5т + 0,98т = 21т

Определяем нагрузку от полного веса стеновой панели в соответствии с архитектурными чертежами кол-во панелей 6шт панели размеры 6мх1,8м 0,24 нагрузка бетона вес 1,8т 1,2 перегрузки.

Р3 = 6м х 1,8м х 1,2 = 12,96т ≈ 13т

Определяем нагрузку от собственного веса колонны.

Колонна высотой 8,4м заглубления 0,9м сечения 900х1000 по каталогу вес 2т

1,2 перегрузки.

Р4 = 2т х 1,2 = 2,4т

Полную нагрузку на колонну; Р1 + Р2 + Р3 + Р4 = 16,8т + 30т + 13т + 2,4т = 62,2т ≈ 63т

Сбор нагрузок на фундамент.

На фундамент передаем нагрузку от колонны фундаментной балки.

Р 5

Р6 Р6

Р7

Рисунок 2.5- На фундамент передаем нагрузку от колонны и фундаментной балки.

Р5 – нагрузка передано от колонны – 62,2т

Определяем нагрузку передаваемая на фундамент от фундаментную балку при расчетах, что стеновой панели передает свою нагрузку на фундамент.

ФБ

5,5

Рисунок 2.6- Определяем опорную реакцию фундаментной балки .

По каталогу вес фундаментной балки 3,8т

По каталогу вес стеновой панели 2,16т

Полная нагрузка; 3,8т + 1,8т = 5,6т

Определяем полную нагрузку на фундаментную балку;

5,6т х 1,2 : 5,5 = 1,2т/м

Определяем опорную реакцию фундаментной балки

Р6 = 1,2т/м х 5,5м : 2 = 3,3т

Полная нагрузка на фундамента складны из нагрузки приходящийся от колонн, фундаментная балки и собственного веса фундамента. Р7 – 14,5т

62,2т + 3,3т + 3,3т + 6,49 = 75,26т

Расчет фермы.

2,1 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 2,1

R a Ra

16,8т 16,8т

2 4000

Расчетная нагрузка на узел ферм 16,8т

1. Расчетная нагрузка.

2. Передача нагрузки в узлы ферм.

3. Определяем опорную реакцию фермы.

Ra = R = 2,1+4,2 +4,2+4,2+4,2+4,2+4,2+4,2+2,1=16,8т

4. Определяем расчетной схемы ферм.

5. Распределения зоны усиления в стержнях ферм.

Таблица 2 – спецификация усилий в стержнях ферм.

Марка стержня.	Наименования стержня.	Усилия в Тоннах.	Вид напряжённого состояния.	Сечения
2- 12	стойка	4т	сжатия	50х4
3-12	Верхний пояс	0		75х6
12-13	Раскос	18т	Сжатия	63х5
13-1	Нижний пояс	10,6т	Растяжения	80х5,5
13-14	Раскос	13т	Растяжения	63х5
14-4	Верхний пояс	19т	Сжатия	75х6
14-15	Стойка	4т	Сжатия	50х4
15-5	Верхний пояс	18,6т	Растяжения	75х6
15-16	Раскос	7,6т	Сжатия	63х5
16-1	Нижний пояс	23т	Растяжения	80х5,5
16-17	Раскос	3,8т	Сжатия	63х5
17-6	Верхний пояс	25,8т	Растяжения	75х6
17-18	стойка	4т	сжатия	50х4

Подбор сечения раскосов.

Минимальный размер уголка 50х4

N- Усилия в стержнях ферм,

γ- Коффециент продольного изгиба,

F- Площадь поперечного сечения элемента,

R- Расчетное сопротивления стали.

F^тр = N ÷ γ × R = 18000кг ÷ 0,71 ×2100кг/м² = 12,07см

Принимаем гибкость λ-80

по таблице γ =0,71

п о сортаменту принимаем: 2 63х5

F = 6,13 см² × 2 = 12, 26 см² > 12,07см²

Подбор сечения верхнего пояса.

F^тр = N ÷ γ × R, (1)

F^тр = N ÷ γ × R = 25800кг ÷ 0,71 × 2100кг/м² = 17,30 см²

П о сортаменту принимаем: 2 75х6

F =8,78см² × 2 = 17,56см² >17,30 см²

Подбор сечения стоек.

F^тр = N ÷ γ × R = 40000кг ÷0,71 ×2100кг/см² =2,68см²

П о сортаменту принимаем: 2 50х4

F =3,89см² × 2 = 7,78см² > 2,68см²

Подбор сечения нижнего пояса.

F^тр = N ÷ γ × R = 23000кг ÷ 0,71 × 2100кг/см² =15,42см²

П о сортаменту принимаем: 2 80х5,5

F = 8,63см² × 2 = 17,26см² > 15,42см²

Расчет узлов фермы.

2,1т

18т

12

2

13 23т

N-усилия

R-расчетное сопротивления, узкого шва 1500кг

β-коэффециент сварки.

∂- толщина шва.

∂ = 4мм

Определяем длину шва стойки 2-12

ℓ^об = N ÷ R × β ×∂, (2)

ℓ^об = N ÷ R × β ×∂ = 2100кг × 0,7 ÷ 2 ×1500кг × 1 × 0,4см = 1470 ÷ 1200 =1,22 см² = 2см

ℓ^об = N ÷ R × β ×∂ = 2100кг ×0,3 ÷ 2 ×1500 ×1×0,4см =630 ÷ 1200= 0,52см =1см

Определяем длину швов раскоса 12-13

ℓ^об = N ÷ R × β ×∂ =18000кг ×0,7 ÷ 2 ×1500кг ×1 × 0,4 см = 12600 ÷1200 =10,5см =11см

ℓ^об = N ÷ R × β ×∂ =18000кг ×0,3 ÷ 2 ×1500кг ×1 × 0,4 см = 5400 ÷1200 =4,5см = 5см

Определяем длину шва нижнего пояса.

ℓ^об = N ÷ R × β ×∂ = 23000кг × 0,7 ÷ 2 × 1500кг × 1 × 0,4см= 16100 ÷ 1200 = 13,5см =14см

ℓ^об = N ÷ R × β ×∂ = 23000кг × 0,3 ÷ 2 × 1500кг × 1 × 0,4см= 6900 ÷ 1200 = 5,75см = 6см

Расчет длины швов.