IV. Розрахунок та конструювання ферми
Ферма прольотом 30 м, покрівля опирається на прогони, розміщені з кроком а=3 м. Крок ферм B=12 м. Стержні ферми та фасонки виконують зі сталі С255 (Ry=250МПа при товщині кутиків до 10 мм).
Визначення розрахункових зусиль в елементах ферми
Постійне навантаження від власної ваги покриття становить: розрахункове експлуатаційне – 1,31 кН/м2; розрахункове граничне – 1,79 кН/м2.
Розрахункове граничне снігове навантаження на 1м2 горизонтальної поверхні становить:
кН/м2,
розрахункове експлуатаційне:
кН/м2,
де γfe=0,49 – коефіцієнт надійності за експлуатаційним значенням снігового навантаження при η=0,02.
Рівномірно розподілене навантаження слід привести до зосередженого, прикладеного у вузлах верхнього пояса ферми:
- постійне навантаження:
- снігове навантаження:
- вітрове навантаження:
де A1=(17-13,1)·12/2=23,4 м2.
На рис. 21 наведені епюри поздовжніх зусиль, що виникають у кроквяній фермі від постійного, снігового та вітрового навантаження, а також рамного розпору. Значення поздовжніх зусиль визначалися програмно за допомогою ПК.
Результати розрахунку наведені у таблиці. З урахуванням симетрії значення наведені тільки для половини ферми (знак “–” відповідає стиску стержня, знак “+” – розтягу).
Зусилля в елементах балкової ферми
|
Назва елемента |
№ стержня |
Зусилля від навантаження, кН |
Сполучення: | ||||
|
постійного |
снігового |
вітрового |
постійне + одне тимчасове (ψ=1) |
постійне + усі тимчасові (ψ=0,9) | |||
|
Верхній пояс |
1 |
0 |
0 |
-25.55 |
-25.55 |
-23.00 | |
|
2 |
-490.97 |
-477.26 |
-17.16 |
-968.23 |
-935.95 | ||
|
3 |
-490.97 |
-477.26 |
-17.16 |
-968.23 |
-935.95 | ||
|
4 |
-736.46 |
-715.89 |
-8.76 |
-1452.35 |
-1388.65 | ||
|
5 |
-736.46 |
-715.89 |
-8.76 |
-1452.35 |
-1388.65 | ||
|
6 |
-736.46 |
-715.89 |
-0.37 |
-1452.35 |
-1381.09 | ||
|
7 |
-736.46 |
-715.89 |
-0.37 |
-1452.35 |
-1381.09 | ||
|
8 |
-490.97 |
-477.26 |
8.03 |
-968.23 |
-913.28 | ||
|
9 |
-490.97 |
-477.26 |
8.03 |
-968.23 |
-913.28 | ||
|
10 |
0 |
0 |
16.42 |
16.42 |
14.78 | ||
|
Нижній пояс |
27 |
276.17 |
268.46 |
37.77 |
544.63 |
551.78 | |
|
28 |
644.4 |
626.4 |
29.38 |
1270.8 |
1234.60 | ||
|
29 |
767.14 |
745.71 |
20.98 |
1512.85 |
1457.16 | ||
|
30 |
644.4 |
626.4 |
12.59 |
1270.8 |
1219.49 | ||
|
31 |
276.17 |
268.46 |
4.2 |
544.63 |
521.56 | ||
|
Розкоси |
17 |
-400.45 |
-389.26 |
6.09 |
-789.71 |
-745.30 | |
|
18 |
311.46 |
302.76 |
-6.09 |
614.22 |
578.46 | ||
|
19 |
-222.47 |
-216.26 |
6.09 |
-438.73 |
-411.62 | ||
|
20 |
133.48 |
129.75 |
-6.09 |
263.23 |
244.77 | ||
|
21 |
-44.49 |
-43.25 |
6.09 |
-87.74 |
-77.93 | ||
|
22 |
-44.49 |
-43.25 |
-6.09 |
-87.74 |
-88.90 | ||
|
23 |
133.48 |
129.75 |
6.09 |
263.23 |
255.74 | ||
|
24 |
-222.47 |
-216.26 |
-6.09 |
-438.73 |
-422.59 | ||
|
25 |
311.46 |
302.76 |
6.09 |
614.22 |
589.43 | ||
|
26 |
-400.45 |
-389.26 |
-6.09 |
-789.71 |
-756.27 | ||
|
Стояки |
11 |
-32.22 |
-31.32 |
0 |
-63.54 |
-60.41 | |
|
12 |
-64.44 |
-62.64 |
0 |
-127.08 |
-120.82 | ||
|
13 |
-64.44 |
-62.64 |
0 |
-127.08 |
-120.82 | ||
|
14 |
-64.44 |
-62.64 |
0 |
-127.08 |
-120.82 | ||
|
15 |
-64.44 |
-62.64 |
0 |
-127.08 |
-120.82 | ||
|
16 |
-32.22 |
-31.32 |
0 |
-63.54 |
-60.41 | ||
|
Опорні реакції |
VA |
322.2 |
313.2 |
-4.41 |
635.4 |
600.11 | |
|
VB |
322.2 |
313.2 |
4.41 |
635.4 |
608.05 | ||
|
HA |
0 |
0 |
-41.97 |
-41.97 |
-37.77 | ||
Враховуючи, що за певних обставин (наприклад, при проскакуванні болтів в опорних вузлах) розпірні зусилля можуть частково не передаватися, допускається їх не враховувати у разі, якщо вони зменшують сумарні зусилля у фермі як балковій конструкції.