Исходные данные

1. Вариант 1;

2. Схема основной несущей конструкции здания – однопролетное производственное здание

3. Основные размеры здания:

L = 18 м – пролет,

H = 7,8 м – высота,

В = 4 м – шаг основных конструкций;

4. Район строительства – г. Москва,

Расчетная нагрузка от веса снегового покрова – 180 кг/м²,

Нормативная нагрузка от напора скоростного ветра – 23 кг/м²;

5. Тепловой режим здания – теплый;

6. Сечение стоек каркаса – брусчатая составная стойка;

7. Тип конструкции покрытия – беспрогонное покрытие.

8. Длина здания – 11B = 114,0 = 44,0 м.

Расчет и конструирование основной несущей конструкции

В качестве основной несущей конструкции принимаем треугольную ферму с растянутыми раскосами пролетом L = 18 м для покрытия отапливаемого здания производственного назначения с температурно-влажностными условиями эксплуатации А2.

Материалы фермы: сосновые доски с влажностью не более 12% и сталь марки 09Г2С. Шаг расстановки ферм B = 4 м.

Класс ответственности здания II, г_n = 0,95.

1 Выбор конструктивной схемы

Принимаем треугольную четырехпанельную ферму с растянутыми раскосами (рис. 3). Высота фермы: f = L/6 = 18/6 = 3 м.

Рис. 3. Геометрическая схема фермы

Уклон кровли:

Длина одной панели верхнего пояса:

Длина раскоса:

Длина стойки:

Длина панелей нижнего пояса:

2 Статический расчет фермы

Нагрузки, приходящиеся на 1 м² плана здания, приведены в табл. 2.

Таблица 2. Подсчет нагрузок на 1 м² плана здания

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кг/м2	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка, кг/м2
Рулонный мягкий ковер	9,0	1,3	11,7
Фанера (0,008х2) х700	11,2	1,1	12,3
Продольные ребра каркаса 4х (0,046х0,117) х500х (1/1,5)	7,2	1,1	8,0
Поперечные ребра каркаса 4х (0,046х0,117) х500х (1/3,96)	2,7	1,1	3,0
Соединительные бруски 2х (0,046х0,058) х500х (1/1,5)	1,8	1,1	2,0
Утеплитель-пенопласт ФРП-1 0,08х (1,5–6х0,046) х (3,96–4х0,046) х40х (1/(1,5х3,96))	2,5	1,2	3,0
Постоянная нагрузка	34,4		40,0
g/cos18,42є	36,3		42,2
Собственный вес фермы	12,5	1,1	13,8
Снеговая нагрузка	126,0		180,0
Полная нагрузка	174,8		236,0

Собственный вес фермы со связями:

Расчетная нагрузка на 1 м горизонтальной проекции верхнего пояса фермы:

– от собственного веса покрытия:

– от снега:

Рис. 4. Расчетная схема фермы

Расчетные узловые нагрузки:

– в узлах А:

постоянная –

от снега –

где – длина горизонтальной проекции панели;

– в узлах В и Б:

постоянная –

от снега –

Ветровая нагрузка на ферму не учитывается.

Определение расчетных усилий. Продольные усилия в элементах фермы определяем при двух комбинациях нагрузок:

1-я комбинация – постоянная нагрузка и снеговая на всем пролете;

2-я комбинация – постоянная нагрузка и снеговая на половине пролета.

Усилия от постоянной и временной нагрузок для обоих комбинаций находятся умножением усилий от единичной нагрузки на грузовые коэффициенты G и P (табл. 3).

Расчетные продольные усилия в элементах фермы находятся как суммарные от наиболее невыгодного сочетания усилий от постоянной нагрузки плюс усилия от снега справа, слева или на всем пролете.

Определяем усилия от единичной нагрузки в стержнях фермы методом вырезания узлов. Равномерно распределенную нагрузку, расположенную на середине пролета, приводим к сосредоточенным силам в узлах фермы (см. рис. 5).

Рис. 5 Расчетная схема

– стержень сжат,

– стержень растянут.

- стержень сжат,

- стержень сжат.

- стержень растянут

стержень растянут

– стержень сжат,

– стержень растянут.

- стержень сжат,

Проверка:

В узле В делаем проверку найденных усилий.

Таблица 3. Расчетные усилия в элементах фермы (кг)

Элементы	Усилия от единичной нагрузки			Усилия от собств. Веса G = 968 кг	Усилия от Р = 3240 кг		Расчетные усилия
	слева	справа	на всем пролете		слева	на всем пролете	при снеге слева	при снеге на всем пролете
АБ	-3,3	-1,65	-4,95	-4792	-10692	-16038	-15484	-20830
БВ	-2,98	-1,65	-4,63	-4482	-9655	-15000	-14137	-19482
АГ	3,1	1,55	4,65	4502	10044	15066	14546	19568
ГГ’	1,49	1,49	2,98	2885	4828	9655	7713	12540
БГ	-0,95	0	-0,95	-920	-3078	-3078	-3998	-3998
ГВ	1,65	0,2	1,85	1790	5346	5994	7136	7784
Опорная реакция	1,5	0,5	2	1936	4860	6480	6796	8416