Тема 2.5. Фермы

Фермы, их классификация и генеральные размеры. Типы сечений элементов фермы. Определение нагрузок и усилий в элементах фермы.

Расчет ферм: определение геометрической схемы, расчетных нагрузок на верхний пояс фермы и приведение их к узловым. Расчет и конструирование узлов фермы.

Конструирование опорных узлов и деталей фермы.

Методические рекомендации по изучению темы

Такие вопросы, как определение и классификация ферм, подробно изучаются в разделах дисциплины «Техническая механика» и изучаются в дисциплине «Строительные конструкции» в порядке краткого обзора-повторения, необходимого для логической связи с прочими вопросами темы и целостного восприятия учебного материала о фермах.

Вопросы для самоконтроля

1. Опишите классификацию стальных ферм.

2. Перечислите нагрузки, действующие на строительные фермы.

3. Назовите два способа определения усилий в элементах ферм.

4. Объясните, как определяется расчетная длина сжатых стержней стропильных ферм.

5. Укажите правила расстановки связующих прокладок в элементах стропильных ферм.

Литература

Л-2, с. 193-224; Л-4, с.50-59; ЛН-5, с 9-12,45.

Тема 2.5. Каркасы промышленных зданий

Понятие о металлическом каркасе. Основные размеры каркаса, сетка колонн. Поперечные рамы, связь каркаса (вертикальные и горизонтальные). Нагрузки, действующие на каркас. Расчетная схема поперечного сечения каркаса.

Методические рекомендации по изучению темы

Такие вопросы темы, как определение металлического каркаса, назначение связей каркаса, виды нагрузок, действующих на каркас, подробно изучаются в предмете «Строительные конструкции».

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите, из каких элементов состоит каркас производственного здания.

2. Назовите основные размеры размещения колонн в плане.

3. Объясните назначение связей стального каркаса.

Тема 2.7. Колонны гражданских и промышленных зданий

Колонны, область применения. Виды колонн в зависимости от схемы приложения нагрузки. Основные части колонн, их назначение.

Классификация колонн по типу сечения и конструкции стержня, способу изготовления. Центрально-сжатые колонны сплошного сечения. Расчет и конструирование стержня.

Внецентренно сжатые колонны сплошного сечения. Типы поперечных сечений. Расчет и конструирование стержня колоны сквозного сечения. Расчет раскосов и соединительных планок стержня колонны.

Методические рекомендации по изучению темы

Пример №1. Рассчитать (подобрать сечение) центрально-сжатой колонны сплошного сечения из прокатного профиля по следующим данным:

N = 350 кН.

Фактическая высота колонны l_геом = 2,8 м.

Наименование материала: сталь С 235.

Схема заделки концов элемента: шарнирное.

Класс ответственности здания: первый.

Ослабления отсутствуют.

Решение:

1. По табл. 2.11[Л-2] γ_n = 1;

2. По табл. 51^*[ЛН-5] R_y = 230 Мпа = 23,0 кН/см².

3. По табл. 6^*[ЛН-5] γ_с = 1,1;

4. Задаемся гибкостью элемента λ = 120.

5. По табл. 72[ЛН-5] φ = 0,434;

6. Из условия устойчивости

Требуемая площадь элемента брутто

7. Расчетная длина элемента относительно осей Х и У

l_ef = µ ∙ l_геом = 1 ∙ 280 = 280 см, где µ = 1 (прил. 6, табл. 71, а [ЛН-5]).

8. Требуемый наименьший радиус инерции сечения:

9. По сортаменту принимаем двутавр № 24 с площадью А = 34,8 см²; i_x = 9,97 см; i_у = 2,37 см;

10. Гибкость элемента относительно осей Х и У:

11. 11. По максимальной гибкости по табл. 72[ЛН-5] коэффициент продольного изгиба φ = 0,445;

12. Устойчивость элемента:

13. Недонапряжение составляет:

14. Так как в сечении ослаблений нет, то принятое сечение на прочность не проверяем.

15. Проверку местной устойчивости стенки и полок не производим, так как колонна запроектирована из прокатного профиля.