3 Определение нагрузок, действующих на ферму

На стропильную ферму действуют: постоянные нагрузки – от веса элементов кровли и собственного веса; временные – технологические (от подвесного транспорта, рабочих площадок); атмосферные – воздействие ветра, снега. В некоторых случаях приходится учитывать особые нагрузки, вызываемые сейсмическими воздействиями и др.

Согласно [1, с.11-14, раздел 5] ферму следует рассчитывать на каждую из нагрузок отдельно. Это необходимо потому, что расчётные усилия для разных стержней фермы получаются при различной комбинации нагрузок, являющейся невыгоднейшим их сочетанием.

3.1 Расчет постоянной нагрузки

Постоянная нагрузка на ферму складывается из собственного веса металлических конструкций стропильной фермы, связей по покрытию, веса кровли.

Собственные вес стропильной фермы со связями можно получить по эмпирической формуле:

, (1)

где - коэффициент веса фермы при пролёте фермы м [1, с.11];

. (2)

Суммарная нагрузка от переплетов и от бортовой стенки [1, с.12];

Нагрузка от фонарной конструкции:

,

где - коэффициент веса фонаря - пролёт фонаря [1, с.12];

Вес кровли на горизонтальной проекции:

, (3)

примем .

Постоянная расчётная нагрузка на ферму:

(4)

3.2 Расчет снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка зависит от района строительства. Распределение снеговой нагрузки зависит от профиля кровли. Снеговая нагрузка на 1м² площади поверхности для третьего снегового района, к которому относится город Челябинск [1, с.13, табл.4].

При наличии фонарей и двухпролетном здании снеговая нагрузка будет рассчитываться по следующей формуле:

(5)

C- коэффициент принимаемый в зависимости от профиля кровли

n- коэффициент перегрузки

Для симметричной снеговой нагрузки [1, с.12] (6)

Снеговая нагрузка на ферму:

(7)

Снеговая нагрузка на фонарь

Для несимметричной снеговой нагрузки [1, с.12] ; (8)

, (9)

- средняя высота фермы,

– ширина фонаря;

,

;

.

3.3 Расчет ветровой нагрузки

Нормативная ветровая нагрузка в нашем варианте учитывается только при действии ее на вертикальные стенки фонаря, т.к. угол наклона кровли менее 30˚.

, (10)

где – нормативный скоростной напор ветра по [1, с.13, табл.5],

- коэффициент высоты сооружения,

- аэродинамический коэффициент,

(для наветренной стороны),

(для заветренной стороны) по [1, с.14, табл.6],

- коэффициент перегрузки.

, (11)

, (12)

Суммарная ветровая нагрузка:

, (13)

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УЗЛОВЫХ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФЕРМУ

Определение узловых нагрузок проводим в соответствии с [1,стр.14]; узловая нагрузка зависит от распределённой нагрузки по площади кровли, которые обслуживают узел:

, (14)

где - площадь обслуживаемая узлом [1, с.15 рисунок 7,б], крайний узел фермы обслуживает площадь меньшую в 2 раза.

4.1. Определим постоянные узловые нагрузки:

, (15)

,

, (16)

,

, (17)

где – суммарная нагрузка от переплетов и бортовой стенки

[1, с.12],

,

, (18)

.

4.2. Узловую симметричную снеговую нагрузку получим по формуле:

, (19)

где - коэффициент перегрузки, принимаемый в зависимости от отношения нормативного собственного веса покрытия q к нормативному весу снегового покрова q/P_o >1 в соответствии с изложением [1, с.16].

.

4.3. Узловая ветровая нагрузка:

, (20)

где – коэффициент перегрузки,

– высота стенки фонаря согласно [1, с.16],

– шаг колонн;

. (21)