Раздел 3, тема 16
СК-МК-16-7 семестр. «Расчет и конструирование решетчатых ригелей».
Ключевые слова и понятия
16.1. Решетчатый ригель (ферма).
16.2. Характеристическое значение нагрузки.
16.3. Предельное расчетное значение нагрузки
16.4. Эксплуатационное расчетное значение нагрузки.
16.1. Входная информация.
Приступая к изучению данной темы необходимо восстановить в памяти знания из изучавшихся ранее дисциплин и предыдущих тем:
из курса «Сопротивление материалов»: виды напряжений, которые возникают в элементах; сопротивление нагрузкам; определение геометрических характеристик сечений;
из курса «Теоретическая механика» равновесие сил и их взаимодействие;
из курса „Строительная механика»: расчет элементов на действие продольных усилий и изгибающих моментов;
из курса „Инженерная графика»: обозначение на чертежах болтов, сварных швов и элементов конструкций;
- из курса «Строительные конструкции», раздел «Металлические конструкции»: основные требования к металлическим конструкциям; введение в проектирование; назначение и состав металлических конструкций; методы расчета по предельным состояниям; расчет центрально-сжатых элементов; сортамент и его использование при проектировании металлических конструкций; конструкции балочных клеток; расчет и конструирование элементов балочных клеток; общая характеристика центрально-сжатых элементов, определение нагрузки для расчета центрально-сжатой колонны, типы сечений центрально-сжатых колонн, особенности расчета стержня центрально-сжатой колонны сплошного и сквозного сечения; общая характеристика каркасов; компоновка каркасов; конструктивные решения; расчеты каркасов; определение расчетных длин и расчет и конструирование внецентренно-сжатых колонн сплошного и сквозного сечения, расчет и конструирование узлов сопряжения ригелей с колоннами.
16.2. Содержание темы.
16.3. Изложение содержания темы
16.3.1 Покрытия производственных зданий.
16.3.1.1. Элементы кровли.
16.3.1.2. Несущие металлические элементы кровли: профнастил, прогоны, решетчатые ригели (фермы), подстропильные фермы.
16.3.2. Решетчатые ригели (фермы)
16.3.2.1. Преимущества решетчатых ригелей по сравнению со сплошностенчатыми.
16.3.2..2. Конструктивные схемы: очертание, решетка, панели.
16.3.3. Сбор нагрузок на решетчатый ригель поперечной рамы производственного здания.
16.3.3.1. Постоянные нагрузки (собственный вес),
16.3.3.2. Временные нагрузки: снеговая и от других видов нагрузок.
16.3.3.3. Определение расчетной нагрузки.
16.3.4 .Определение расчетных усилий в стержнях ферм.
16.3.4.1. Методика определения усилий от различных видов нагрузок;
16.3.4..2. Примеры определения усилий от различных видов нагрузок;
16.3.4.3. Определение расчетных усилий в элементах ферм;
16.4. Критерии усвоения
16.5. Выход темы в другие дисциплины и разделы курса
16.6. Контрольный тест для самопроверки
16.3. Изложение содержания темы
16.3.1. Покрытия производственных зданий
16.3.1.1. Элементы кровли.
Покрытия производственных зданий включают такие металлические конструкции: профилированный настил, прогоны, металлические панели, решетчатые ригели (фермы), подстропильные фермы, фонарные конструкции, горизонтальные и вертикальные связи по решетчатым ригелям (фермам) и фонарям .
16.3.1.2. Несущие металлические элементы кровли: профнастил, прогоны, металлические панели, решетчатые ригели (фермы), подстропильные фермы.
1. Профнастил. Легкие кровли из профилированного стального настила толщиной 0,8 – 1 мм укрепляют до подъема в карты длиной до полуфермы и прикрепляют к прогонам сваркой, самонарезными винтами или нагелями (дюбелями) через волну. При заготовке карт стыки листов выполняют на комбинированных заклепках.
Настил рассчитывают на прочность, жесткость и устойчивость гофра на опоре. По расчетной схеме в зависимости от длины заготовленных карт настил представляет собой однопролетную разрезную или многопролетную неразрезную балку, в которой расчетные изгибающие моменты и поперечные силы определяются по формулам:
- для однопролетной схемы
;
- для двухпролетных на опоре
;
Для трех и более пролетных Ммахи Qмахна опорах несколько уменьшаются.
Где g и р – постоянная и переменные распределенные погонные нагрузки;
l – пролет настила (шаг прогонов).
Проверяем прочность полосы настила шириной 1м по формулам:
-
в пролете – сжата широкая полка
;
-
на опоре – сжата узкая полка
(обозначения см.
в таблице 1)
Местная устойчивость гофра настила
,
где
;
;
- ширина полки прогона,
n – количество гофров на ширине 1м.
Прогиб настила можно определять приближенно:
-
для однопролетного настила
,
- для крайней панели неразрезного настила
Несущую способность профилированного настила в зависимости от принятой расчетной схемы можно определять по таблице 2.
2. Прогоны под легкую кровлю. Конструкция прогонов для легких кровель зависит от шага ферм. Так, для шага ферм 6м рациональны сплошностенчатые прогоны из прокатных швеллеров и гнутосварных коробчатых профилей. Для кровель уклоном 1/5 – 1/8 рациональны прогоны из холодногнутых Z – образных или из гнутосварных прямоугольных профилей.
Таблица 1