5.1. Сбор нагрузок на ферму

При определении усилий в стержнях фермы (ригеля) должны быть рассмотрены следующие загружения:

• Постоянная нагрузка по всему пролету;

• Снеговая нагрузка по всему пролету для зоны «С» (приложю3 схема№3 [5], вариант 1), рис.17,б;

• Снеговая нагрузка с местным увеличением снеговой нагрузки у фонарей (приложю3 схема№3 [5], вариант 2), рис.17,в;

• Рамные моменты от упругого защемления ферм в колоннах;

• Распор в ригеле рамы, прикладываемый на уровне нижнего пояса ферм.

Постоянная нагрузка. Состав кровли в табл.1. Нагрузка от покрытия (за исключением веса фонаря, так как при расчете ферм вес фонаря, в отличии от расчета рамы, учитывается в местах фактического опирания фонаря на ферму).

g' = (g - g_ф)_n = (1,71 - 0,19)0,95 = 1,444 кН/см²,

где g_ф = 0,19 кН/см² - расчетная нагрузка от конструкции фонаря, включая бортовые стенки и остекление (№ 17 конструктивного элемента в табл.1).

Расчетная линейная нагрузка на ферму с ширины, равной шагу стропильных ферм B = 12 м

q_ф = g^’B = 1,44412 = 17,33 кН/м.

Узловые силы на ферму от расчетной нагрузки при размерах панелей верхнего пояса ферм d = 3 м(рис. 15, а)

F₁ = F₃ = q_фd = 17,333 = 52 кН;

F₄ = q_фd + 0,5g_фBd_n = 17,333 + 0,50,191230,95 = 55,3 кН;

F₅ = q_ф(0,5d + d) + [(0,5d + d)]_n =

= 17,33(0,53 + 3) + [0,1912(0,53 + 3)]0,95 = 87,6 кН.

Снеговая нагрузка¹⁷ Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия

S = S₀ = 1,51 = 1,5кН/м²,

где  - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к нагрузке на покрытие,  =1, так как 25⁰;

S₀- нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, в соответсвии с п.5.2 [ ] S₀ = 1,5 кН/м².

Отношение учитываемого нормативного значения равномерно распределенной нагрузки от веса покрытия g_n= 1,46 (табл.1) к нормативному значению веса стенового покрова землиS_о

но больше 0,8, поэтому коэффициент надежности по нагрузке для снеговой нагрузки определяем по линейной интерполяции между значениями _f = 1,4, соответствующийg_n/S₀= 1, и 1,6, соответствующийg_n/S₀= 0,8;_f = 1,43.

Расчетная линейная нагрузка на ферму с ширины, равной шагу стропильных ферм

q_s = кН/м.

Узловые силы на ферму от снеговой нагрузки:

Вариант I снеговой нагрузки (рис. 15, б). Определяем коэффициенты ₁ и ₂ в соответствии с п.5.5. [5]

₁ = 0,8; ₂ = 1 + 0,1=1 + 0,1= 1,1,

где а = 12м – ширина фонаря, рис.17;b =(L-a)/2= (36 – 12)/2 = 12м.

F_1S = F_2S = F_3S = Sd₂ = 24,531,1 = 80,85 кН;

F_4S = Sd(₁ + ₂)/2 = 24,53(0,8 + 1,1) /2= 69,8 кН;

F_5S = S₁(d + 0,5d) = 24,50,8(3 + 0,53) = 88,2 кН.

Вариант II снеговой нагрузки (рис.15,в ). Коэффициент ₁=1, для определения коэффициента ₃ определяем длину зоны b_ (рис. 15, в)

b_ = h_ = 3,4 м < b = 12 м;

₃ = 1 + 0,5=1 + 0,5= 2,76 < 4.

Узловые нагрузки :

F^'_1S = F^'_2S = Sd = 24,53 = 73,5 кН;

Нагрузка от рамных моментов (сечение 1-1, табл. 2). Максимальное значение момента защемления на левой опоре:

1-я комбинация: М_1max = 1116 кНм (сочетание 1 + 2 + 4 + 6 + 8) - момент защемления на правой опоре от того же сочетания нагрузок

М₂ = 337 + 387 + 38,3 - 9,9 - 54 = 698 кНм.

2-я комбинация: ( без учета снеговой нагрузки)

М₁ = М_1max - М_снег = 1116 - 387 = 729 кНм;

М₂ = 698 - 387 = 311 кНм.

Нагрузка от распора рамы, прикладываемая в уровне нижнего пояса фермы

1-я комбинация:¹⁸

Н₁= N₁+N₂+N₃+N₄+N₅= - 28,8+(-39,1-113-36,3-2,5) 0,9 = -200,6 кН;

2-я комбинация:

Н₂= N₁+N₃+N₄+N₅= - 28,8+(-113-36,3-2,5) 0,9 = -165,4 кН.

Схема приложения рамных моментов и распора показаны на рис.18.