13.3. Расчет ферм

где – шаг стропильных ферм;

, кН/м² – собственный вес фермы со связями, отнесенный к единице перекрываемой площади;

, кН/м² – собственный вес кровли, отнесенной к единице перекрываемой площади;

– угол наклона кровли.

Снеговая нагрузка дается нормами на горизонтальную проекцию покрытия, поэтому узловая нагрузка будет:

,

где – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м поверхности земли (по СНиП 2.01.07-85);

– коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Значение снеговой нагрузки должно определяться с учетом возможного неравномерного распределения снегового покрова около фонарей или перепадов высот.

Давление ветра учитывается только на вертикальные поверхности, а также на поверхности с углом наклона к горизонту более 30.

Если в ферме имеется местная внеузловая нагрузка, то при статическом расчете она распределяется по закону рычага в смежные узлы. При подборе сечения учитывается местный изгиб стержня.

Для подбора сечений элементов ферм необходимо получить для каждого элемента максимальное возможное усилие. Для разных элементов это могут быть разные комбинации временных нагрузок.

Конструктивный расчет производят проверяя устойчивость сжатых стержней как в плоскости, так и из плоскости фермы:

A_tr = N / (_min R_y_c ),

где _min – коэффициент продольного изгиба, определяемый по наибольшей гибкости в плоскости или из плоскости фермы.

При предварительном подборе задаются гибкостью стержня, определяют _min и радиусы инерции. Затем по сортаменту подбирают профиль и делают проверку устойчивости.

Местную устойчивость сжатых элементов, выполненных из прокатных сечений, можно считать обеспеченной, так как из условий прокатки толщина полок и стенок профилей больше, чем требуется из условия устойчивости.

При наличии местного изгиба стержень подбирается как внецентренно сжатый:

A_tr = N / (_е R_y_c ) ,

где _e – коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии.

Подбор сечения таких элементов производят методом последовательных приближений. Обычно предварительно с некоторым запасом назначают сечение, исходя из его работы на сжатие, а затем проверяют его.

Растянутые стержни подбираются по формуле:

A_n = N / (R_y_c ) ,

где N – расчетное усилие в стержне;

A_n – площадь сечения за вычетом отверстий.

По требуемой площади, с учетом установленного сортамента профилей, компонуют сечение и производят проверку прочности.

Ряд стержней легких ферм имеет незначительные усилия, поэтому их сечения подбирают по предельной гибкости. К таким стержням обычно относят дополнительные стойки в треугольной решетке, раскосы в средних панелях ферм, элементы связей. Зная расчетную длину стержня и значение предельной гибкости, определяют требуемый радиус инерции и подбирают сечение, имеющее наименьшую площадь.

В фермах из прокатных и гнутых профилей для удобства комплектования металла применяется обычно не более 56 типоразмеров профилей. Из условия обеспечения качества сварки и повышения коррозионной стойкости толщину замкнутых профилей не следует принимать менее 3 мм, а для уголков – менее 4 мм. Для предотвращения повреждения стержней при транспортировке и монтаже не рекомендуется применять профили менее 50 мм.