4. Расчет стальных ферм покрытий

4.1. Определение расчетной нагрузки

Расчетная нагрузка на стальные фермы покрытий включает следующие нагрузки:

- постоянные – собственный вес стальных ферм и вес поддерживаемых ими конструкций (прогонов, связей, настила, тепло- и гидроизоляции);

- временные – нагрузка от подвесного подъемно-транспортного оборудования, атмосферные воздействия (снег, ветер).

Собственный вес стальных ферм определяется их массой, приведенное значение (то есть отнесенное к 1 м² горизонтальной проекции покрытия) которой можно вычислять по формуле:

(5)

где - строительный коэффициент массы;m_S – приведенная масса стержневых элементов.

Строительный коэффициент массы представляет собой отношение массы узловых, соединительных, переходных, крепежных и прочих вспомогательных элементов к массе основных (стержневых). В случае стальных ферм покрытий его величина составляет: = 1,2 – при использовании узловых фасонок и соединительных прокладок в стержневых элементах из парных уголков;= 1,03…1,05 – при басфасоночных узлах сопряжений стержневых элементов.

Приведенная масса стержневых элементов стальных ферм покрытий зависит от их пролета и ориентировочно составляет:

(6)

где k_m= 0,4…0,8 кг/м³.

Приведенная масса ферм характеризует расход строительной стали и является нормативной нагрузкой от собственного веса, для которой коэффициент надежности по нагрузке γ_ƒ =1,05.

Значения нагрузок от веса поддерживаемых конструкций приведены в табл. 1.

Воздействия от подвесных кранов и другого подвесного подъемно-транспортного и технологического оборудования учитываются эквивалентной нагрузкой, равномерно распределенной по всей площади покрытия. Значения интенсивности эквивалентной нагрузки уточняются по паспортным данным этого оборудования.

Табл. 1. Значения постоянной нагрузки от веса конструкций покрытий

Наименование конструкций	Нормативная нагрузка, кПа (кгс/м²)	Коэффициент надежности по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, кПа (кгс/м²)
Прогоны	0,03…0,05 (3…5)	1,05	0,032…0,053 (3,2…5,3)
Профилированный настил	0,10…0,15(10…15)	1,05	0,105…0,158 (10,5…15,8)
Пароизоляция	0,04 (4)	1,2	0,048 (4,8)
Утеплитель плотностью 250 кг/м³ при толщине слоя 100 мм	0,25 (25)	1,2	0,30 (30)
Четырехслойный рулонный ковер	0,16 (16)	1,3	0,208 (20,8)
Гравийная защита при толщине слоя 20 мм	0,40 (40)	1,3	0,52 (52)

Полное расчетное значение снеговой нагрузки S на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:

, (7)

где S_g – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли (табл. 2); μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. Для пологих покрытий (угол наклона к горизонту α ≤ 25⁰) без фонарей и перепадов высот µ = 1.

Нормативное значение снеговой нагрузки следует определять умножением расчетного показателя на коэффициент .

Давление ветра учитывается только на вертикальные поверхности, а также на поверхности с углом наклона к горизонту α > 30⁰.

Расчетную нагрузку на стропильные фермы покрытий определяют с учетом наиболее неблагоприятного сочетания постоянных и временных нагрузок. При учете сочетания, включающего постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок умножают на коэффициент сочетаний = 0,9. При учете основного сочетания, включающего постоянные и одну временную нагрузку, коэффициент сочетаний не вводят.

Табл. 2. Вес снегового покрова

Снеговые районы Российской Федерации	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Sg, кПа (кгс/м²)	0,8 (80)	1,2 (120)	1,8 (180)	2,4 (240)	3,2 (320)	4,0 (400)	4,8 (480)	5,6 (560)