Министерство образования и науки России Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра металлических конструкций

Курсовой проект

Рабочий чертеж стальной фермы покрытия здания

Преподаватель Сухов А.И.

Студент гр.151 Никитина С.А.

Нижний Новгород – 2013 г.

Содержание

1 Задание и исходные данные для курсового проекта 3

2 Сбор нагрузок на ферму 4

2.1 Определение интенсивности снеговой нагрузки 4

2.2 Выбор конструкции кровли и определение нагрузок от нее 5

3 Определение узловые нагрузки от собственного веса покрытия и снега на стропильную ферму 6

3.1 Нагрузка на узлы 6

4 Определение расчетные усилия в элементах фермы 7

4.1 Геометрическая схема 7

4.2 Расчетная схема 7

4.3 Жесткости элементов 7

4.4 Нагрузки на ферму 9

4.5 Статический расчет 10

5 Подбор сечений элементов фермы 11

6 Расчет сварных швов в узлах фермы 17

7 Расчет опорного узла 19

Нижний опорный узел 19

Верхний опорный узел 20

8 Расчет монтажного стыка фермы 21

Библиографический список 25

1. Задание и исходные данные для курсового проекта

Запроектировать стальную ферму покрытия при следующих исходных данных:

–Район строительства – Архангельск

– Снеговой район IV

– Длина здания 36 м

– Кровля беспрогонная, без фонаря

– Профиль кровли - плоская

– Пролет здания – 36 м

– Шаг ферм – 9 м

– Стержни ферм из парных уголков

– Материал элементов ферм C245

– Монтажный стык на фланцах и высокопрочных болтах

2. Сбор нагрузок на ферму

   1. Определение интенсивности снеговой нагрузки

Коэффициент надёжности по ответственности здания g_n=1,0 по ГОСТ Р 54257-2010.

Подсчет снеговой нагрузки производится в соответствии со СП 20.13330.2011 “Нагрузки и воздействия” [1].

Нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м² горизонтальной проекции покрытия определяется по формуле:

(1)

_{где cе=1- коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.9;}

_{ct = 1 - термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.10;}

_{ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4;}

_{Sg - вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с 10.2.}

кН/м²

_{Расчетная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия будет вычисляться по формуле:}

₍₃₎

_{где γf= 1,4 – коэффициент надежности по снеговой нагрузке, принимаемый согласно п. 10.12 [2].}

кН/м²

_{Расчетная линейная нагрузка на ригель:}

2. Выбор конструкции кровли и определение нагрузок от нее

Принимаем следующую конструкцию кровли:

–Гидроизоляция – 2слоя техноэласта с посыпкой

– Утеплитель – минераловатные плиты РУФ БАТТС толщина t=110 мм

– Пароизоляция –1 слой изопласта

- ЖБ плита – ПБ 90-12

Таблица 2.1 Нагрузка от покрытия

Тип и состав покрытия	Ед. изм.	Нормативное значение	γf	Расчетное значение
1	2	3	4	5
Гидроизоляция 2слоя техноэласта с посыпкой	кН/м2	0,05∙2=0,10	1,2	0,12
Утеплитель – минераловатные плиты РУФ БАТТС толщина t=110 мм=0,11 м; γ=130 кг/м3	кН/м2	0,143	1,2	0,172
Пароизоляция – 1 слой изопласта	кН/м2	0,05	1,2	0,06
		0,293		0,352
ПБ 90-12	кН/м2	3,1	1,1	3,42
		3,393		3,772
Снег	кН/м2	1,68	1,4	2,35
Всего:	кН/м2	5,073		6,122

3. Определение узловые нагрузки от собственного веса покрытия и снега на стропильную ферму

Для расчета фермы приводим нагрузку к узловой. Собственный вес элементов фермы задаем непосредственно в программе SCAD.

1. Нагрузка на узлы

При шаге ферм B = 9 м

Нормативные нагрузки:

Нагрузка от снега:

кН

Нагрузка от веса покрытия:

кН

Расчетные нагрузки:

Нагрузка от снега:

кН

Нагрузка от веса покрытия:

кН

4. Определение расчетные усилия в элементах фермы

   1. Геометрическая схема

Пролет фермы составляет l_ф = l - 2·200 = 36000 - 400 = 35600 мм.

Высота фермы по центрам тяжести поясов:

мм

где –расстояние от обушков поясных элементов до их центров тяжести (предварительно задаемся ).

В середине фермы задаемся строительным подъемом 270 мм.

2. Расчетная схема

Для расчета используем 2 тип схемы. Рассматриваем шарнирное примыкание фермы к колонне сбоку.Шарнирность соединения достигается за счет податливого фланца в верхнем опорном узле фермы.На схеме это отразится постановкой только вертикальной связи (Z) в верхнем опорном узле. Нижний опорный узел фермы выполняется неподатливым, на схеме требуется запрещение перемещений по вертикали и горизонтали (Z,X). Расчетная схема приведена на рисунке 1

Рисунок 1 – Расчетная схема фермы