НАЧАЛО 18-й темы

МК-О-18 Расчет и действительная работа ферм.

МК-0-18 Ключевые слова и понятия

18.1. Узловая нагрузка

18.2. Внеузловая нагрузка

18.3. Равномерно распределенная нагрузка по поясам

18.4. Геометрическая длина стержня

18.5. Коэффициент расчетной длины

18.6. Расчетная длина стержня фермы

18.7. Гибкость стержня

18.8. Коэффициент продольного изгиба

18.9. Предельная гибкость стержня

2. Содержание темы.

2.1. Структура содержания темы.

2.2. Изложение тематического содержания МК-О-18: Расчет и действительная работа ферм.

2.2.1. Определение расчетной нагрузки.

2.2.2. Определение усилий в стержнях ферм.

2.2.3. Действительная работа ферм под нагрузкой.

2.2.4. Особенности работы и расчета отдельных стержней ферм.

1. Особенности работы и расчета отдельных стержней ферм

2.2.4.2. Определение расчетной длины стержней ферм.

2.2.4.3. Предельные гибкости стержней ферм.

2.2. Изложение тематического содержания мк-о-18: Расчет и действительная работа ферм.

На первом этапе расчета ферм требуется определить силовые факторы N, M, Q. Это выполняется в такой последовательности: устанавливается расчетная схема фермы; определяются нагрузки, действующие на ферму; определяются усилия от каждого вида нагрузки и, рассматривая наиболее неблагоприятные, но реально возможные сочетания нагрузок, определяют расчетные усилия в элементах ферм.

2.2.1. Определение расчетной нагрузки.

Нагрузка, действующая на ферму, обычно прикладывается к узлам фермы (узловая нагрузка (18.1.)), на которые опираются (подвешиваются) элементы поперечной конструкции (прогоны кровли, подвесного потолка) передающего нагрузки на ферму. В некоторых случаях все же приходится прикладывать внеузловую нагрузку (18.2.) непосредственно в панели (чаще равномерно распределенная по поясам нагрузка (18.3.)), хотя это утяжеляет конструкцию фермы, так как кроме продольных сил в элементах появляются изгибающие моменты. При этом в основной расчетной схеме внеузловая нагрузка (18.2.) распределяется между ближайшими узлами, но дополнительно учитывается местный изгиб пояса, который при этом рассматривают как неразрезную балку с опорами в узлах и расположенной на ней нагрузкой.

18.1. Узловая нагрузка (блок 4) Узловой называется нагрузка, приложенная в узел фермы и вызывающая в элементах фермы только продольные усилия: растяжение или сжатие.

18.2. Внеузловая нагрузка (блок 4) Внеузловой называется нагрузка, которая приложена непосредственно к элементам фермы и в элементах фермы появляются не только продольные усилия, но и изгибающие моменты и поперечные силы. При этом в основной расчетной схеме внеузловая нагрузка распределяется между ближайшими узлами, и определяются продольные силы в элементах фермы, но дополнительно учитывается местный изгиб пояса, который при этом рассматривают, как неразрезную балку с опорами в узлах и расположенной на ней нагрузкой.

18.3. Равномерно распределенная по поясам нагрузка (блок 4) Равномерно распределенная по поясам нагрузка представляет собой разновидность внеузловой нагрузки, расположенной по всей длине пояса и вызывающей во всех элементах фермы продольные усилия, изгибающие моменты и поперечные силы. В приближенных расчетах допускается для определения продольных усилий приводить нагрузку к узловой, а изгибающие моменты определять, рассматривая пояс как неразрезную многопролетную балку.

На фермы действуют несколько нагрузок: постоянные и временные. Например, в стропильных фермах усилия следует определять от действия следующих нагрузок:

• постоянной, в которую входят: собственный вес несущих и ограждающих конструкций;

• временных, в которые входят: полезная нагрузка, действующая на подвешенное к ферме чердачное перекрытие; нагрузка от подвесного подъемно-транспортного оборудования; атмосферные нагрузки (от снега и ветра).

Для расчета ферм необходимо определить значения нормативных нагрузок (для расчета по жесткости - вторая группа предельных состояний) и расчетных нагрузок (для расчета на прочность или чрезмерное развитие пластических деформаций и на устойчивость), которые для каждого вида нагрузок получают путем умножения значений нормативных нагрузок на коэффициенты надежности по каждому виду нагрузки.

Нормативная постоянная нагрузка, действующая на узел стропильной фермы, зависит от грузовой площади (18.1), с которой она собирается (на рис. заштриховано); ее определяют по формуле где g_ср – вес ферм и связей, кН/м²; g_кр – вес кровли в кН/м²;  - угол наклона верхнего пояса к горизонту; b – шаг ферм; d_Л d_П – длины примыкающих к узлу (слева и справа) панелей.

Расчетную постоянную нагрузку определяют по аналогичной формуле, только величину нагрузок g_ср и g_кр принимают со своими коэффициентами надежности по нагрузке.

Расчетную нагрузку от снега определяет по формуле , где S₀ –вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной проекции кроли; _fs- коэффициент надежности для снеговой нагрузки, который принимается равным 1,4, кроме случаев, когда отношение нормативного значения нагрузки от веса покрытия к нормативному значению веса снегового покрова S₀ менее 0,8, тогда _fs следует принимать равным 1,6.

Значение F_si должно определяться с учетом возможного снегового покрова на кровле (около фонарей, перепадов высот, при очистке кровли от снега и др.). Загружение снегом половины фермы может оказаться невыгодным для средних раскосов (растянутый раскос станет сжатым).

Давление ветра учитывается для поверхностей с углом наклона к горизонту более 30⁰, что бывает в башнях, мачтах, а также в крутых треугольных стропильных фермах и при наличии фонарей. Ветровая нагрузка также приводится к узловой.