6. Расчёт стропильной фермы
Геометрические размеры:
- ширина панели - 3м;
- высота фермы Нф=(1/7-1/9)*L = 2,4м;
- высота фермы в осях Нф*=2,1м;
6.1. Определение нагрузок на ферму
№ п.п. |
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэффициент надёжности по нагрузке, γf >1 |
Расчётная нагрузка, кН/м2 |
1 |
Постоянная: а) трехслойный рубероидный ковер; б) асфальтовая стяжка δ = 2 см; в) утеплитель (плиты δ = 10 см); г) обмазочная пароизоляция д) ж.б. ребристые плиты 3х12 с учетом заливки швов; е) ж.б. ферма L=18 м; l = 12 м; |
0,15
0,35 0,4 0,05 2,05
0,417 |
1,3
1,3 1,2 1,3 1,1
1,1 |
0,195
0,445 0,48 0,065 2,255
0,459 |
|
Итого: |
gн = 3,417 |
--- |
g = 3,909 |
2 |
Временная (снеговая): полная кратковременная длительная |
S0 = 0,84 0,5S0 =0,42 0,5S0 = 0,42 |
---
|
S=1,2 0,5S =0,6 0,5S = 0,6 |
3 |
Полная: в т.ч. - постоянная + длительная; - кратковременная |
gн+S0 = 4,257 gн+0,5S0=3,837 0,5S0 = 0,42 |
--- |
g+S = 5,109 g+0,5S=4,509 0,5S=0,6 |
Узловые нагрузки по верхнему поясу фермы:
- постоянные и временно длительные:
- кратковременные:
;
;
;
6.2. Определение усилий в элементах фермы
Графический метод (диаграммы Максвелла-Кремоны)
Определяем опорные реакции:
Rb=0,74;
Ra=2,26;
Ra+Rb=0,74+2,26=3
Построение диаграмм Максвелла-Кремоны:
Загружение единичными силами на левой половине пролёта
Элемент |
Обозначение стержня по расчётной схеме |
Усилия от нагрузок, кН |
||
кратковременная Р = 1 |
кратковременная Р = 1 |
постоянная и временная длительная |
||
на ½ слева |
на ½ справа |
G = 1 |
||
Верхний пояс: |
||||
В1 |
II-а |
0,000 |
0,000 |
0 |
В2 |
III-в |
-3,47 |
-2,07 |
-5,54 |
В3 |
IV-г |
-3,47 |
-2,07 |
-5,54 |
В4 |
V-е |
-2,07 |
-3,47 |
-5,54 |
В5 |
V-ж |
-2,07 |
-3,47 |
-5,54 |
В6 |
V-к |
0 |
0 |
0 |
Нижний пояс: |
||||
Н1 |
б- VI |
+2,39 |
+1,02 |
3,41 |
Н2 |
д- VI |
+3,13 |
+3,13 |
6,26 |
Н3 |
и- VI |
+1,02 |
+2,39 |
3,41 |
Раскосы: |
||||
Р1 |
а-б |
-2,97 |
-1,26 |
-4,23 |
Р2 |
в-б |
+1,33 |
+1,29 |
2,62 |
Р3 |
г-д |
+0,42 |
-1,29 |
-0,87 |
Р4 |
е-д |
-1,29 |
+0,42 |
-0,87 |
Р5 |
ж-и |
+1,29 |
+1,33 |
2,62 |
Р6 |
к-и |
-1,26 |
-2,97 |
-4,23 |
Стойки: |
||||
С1 |
а-I |
-0,5 |
0 |
-0,5 |
С2 |
г-в |
-1 |
0 |
-1 |
С3 |
ж-е |
0 |
-1 |
-1 |
С4 |
V-к |
0 |
-0,5 |
-0,5 |
Расчет на ЭВМ (Structure CAD for Windows)
Вывод: Для того, чтобы получить максимальные усилия в верхнем и нижнем поясах фермы, а также стойках и в раскосах Р-1, Р-2, Р-5, Р-6 необходимо приложить постоянную, временную длительную и кратковременную нагрузки по всему пролету фермы. Для достижения максимальных усилий в раскосах Р-3 и Р-4 постоянную и временную длительную нагрузку следует приложить по всему пролету, а кратковременную нагрузку – на половину пролета справа и слева соответственно.
Усилия в элементах фермы от нормативных и узловых нагрузок
Элемент фермы |
Обозначение на расчетной схеме |
Усилия от нормативных нагрузок, кН |
Усилия от расчетных нагрузок, кН |
||||
постоянная и временная длительная Nnдл |
кратковр-ная Nnкр |
полная нормативная Nn |
постоянная и временная длительная Nдл |
кратковр-ная Nкр
|
полная расчетная N
|
||
Верхний пояс |
В1 |
0 |
|||||
В2 |
-765,25 |
-83,76 |
-849,01 |
-899,27 |
-119,664 |
-1018,934 |
|
В3 |
|||||||
В4 |
|||||||
В5 |
|||||||
В6 |
0 |
||||||
Нижний пояс |
Н1 |
471,03 |
51,56 |
522,59 |
553,52 |
73,656 |
627,2 |
Н2 |
864,71 |
94,65 |
959,36 |
1016,15 |
135,22 |
1151,37 |
|
Н3 |
471,03 |
51,56 |
522,59 |
558,52 |
73,656 |
627,2 |
|
Стойки |
С1 |
-69,07 |
-7,56 |
-76,63 |
-81,162 |
-10,8 |
-91,962 |
С2 |
-138,132 |
-15,12 |
-153,252 |
-162,324 |
-21,6 |
-183,924 |
|
С3 |
-138,132 |
-15,12 |
-153,252 |
-162,324 |
-21,6 |
-183,924 |
|
С4 |
-69,07 |
-7,56 |
-76,63 |
-81,162 |
-10,8 |
-91,962 |
|
Раскосы |
Р1 |
-584,3 |
-63,96 |
-648,26 |
-686,63 |
-91,37 |
-778 |
Р2 |
361,91 |
39,61 |
401,52 |
425,29 |
56,6 |
481,89 |
|
Р3 |
-120,2 |
-13,15 |
-133,35 |
-141,22 |
-18,8 |
-160,02 |
|
Р4 |
-120,2 |
-13,15 |
-133,35 |
-141,22 |
-18,8 |
-160,02 |
|
Р5 |
361,91 |
39,61 |
401,52 |
425,29 |
56,6 |
481,89 |
|
Р6 |
-584,3 |
-63,96 |
-648,26 |
-686,63 |
-91,37 |
-778 |
|