4 Расчетная экспертиза несущих стальных конструкций цеха

на участке реконструкции

На рисунке 5а показана расчетная схема стальной стропильной фермы, проектируемой взамен демонтируемой железобетонной фермы по оси (21, А-Д). На рисунке 5б приведена схема проектируемой стальной фермы с расчетными продольными усилиями в стержнях, а на рисунке 5в – эпюры изгибающих моментов в стержнях фермы с жесткими узлами.

В таблице 7 приведены расчетные усилия, напряжения и коэффициенты запаса в наиболее нагруженных стержнях фермы (задача К24-2). Минимальный коэффициент запаса прочности составил 1,29 в стержнях нижнего пояса из ┐┌90х6. Минимальный коэффициент запаса устойчивости составил 1,4 в раскосах № 20, 23 из ┐┌90х6. Относительный прогиб составил 1/ 626 пролета.

На основе пред­ставленных расчетов разработаны чертежи двух стальных полуферм в масштабе 1:10 и спецификация элементов стальных конструкций.

Рисунок 5 - а) Расчетная схема стальной стропильной фермы по проекту (задача К24-2); б) Схема стальной фермы с расчетными продольными усилиями N [т] в стержнях; в) Эпюры изгибающих моментов М [тм] в стержнях фермы с жесткими узлами

В стержнях с двухзначными линиями влияния (раскосы и стойки) расчетные усилия от невыгоднейшего загружения временной снеговой нагрузкой q_вр =360 кг/м² рассчитаны с помощью линий влияния как добавки от разгружения участков линий влияния с противоположным знаком усилий (стержни № 14-16, 19-20, 22, 24).

Расчетное сопротивление стали R_y =2450 кг/см².

Расчетные нагрузки на покрытие q_экв=527 кг/м², в том числе:

– расчетная снеговая нагрузка (снеговой мешок μ=2) 180х2=360 кг/м²;

– расчетная постоянная нагрузка 167 кг/м²;

– ветровой отсос на покрытие не учитывался.

Рисунок 6 - а) Расчетная схема стальной стропильной фермы с жесткими узлами и эксцентриситетами прогонов 0,25 м и 0,16 м после усиления шпренгелями (задача К24-3); б) Схема стальной фермы с расчетными продольными усилиями N [т] в стержнях от невыгоднейшего загружения снеговой нагрузкой раскосов и стоек; в) Эпюры изгибающих моментов М [тм] в стержнях фермы с жесткими узлами и эксцентриситетами прогонов 0,25 м и 0,16 м

На рисунке 6а показана расчетная схема смонтированной стальной стропильной фермы по оси (21, А-Д) с эксцентриситетами прогонов облегченной кровли 0.25м и 0.16м и шпренгелями усиления верхнего пояса.

На рисунке 6б приведена схема этой фермы с расчетными продольными усилиями в стержнях, а на рисунке 6в – эпюры изгибающих моментов в стержнях фермы с жесткими узлами после усиления шпренгелями крайних панелей. Расчетная постоянная нагрузка от облегченной кровли принята по факту 100 кг/м² (мембрана, минватные плиты, профлист, прогоны из труб прямоугольных □150х250х6 с шагом 1,46-3 м).

Минимальный коэффициент запаса составил 1,35 в стержне № 8 верхнего пояса из ┐┌125х8. Минимальный коэффициент запаса устойчивости составил 1,53 в раскосах № 20, 23 из ┐┌90х6. Относительный прогиб составил 1/742 пролета.

Расчёт монтажного болтового стыка нижнего пояса ферм на 9-ти болтах М20×80 с каждой стороны стыка (класс прочности 8.8) показал, что минимальный запас прочности соединения определяется из условия прочности уголковых накладок 90×90×6 на разрыв N=38,4 т и составляет n_min =1,12 (12%).

Прогоны облегченной кровли (профлист, плитный утеплитель и мембрана) сечением труба прямоугольная □150х250х6 по ГОСТ 30245-2003 подобраны по расчёту на прочность на эквивалентную нагрузку 360+100=460 кг/м² с учетом косого изгиба с шагом 1,46-3 м. Минимальный запас прочности составил n=1,09.

Колонна усиления подстропильной фермы по оси (20, Д) высотой 10 м имеет сечение – труба стальная бесшовная горячедеформированная Ø299х12 по ГОСТ 8732-78. Расчетная нагрузка от веса покрытия и веса подстропильной фермы на верх колонны составляет (N_д)_max=120 тонн, запас устойчивости достаточный n_у=1,2>1.