2. Расчет фермы

2.1. Исходные данные:

- пролет здания L=24 м

- шаг стропильных ферм b=6 м,

- материал конструкции. группа конструкций - 2; поя­са - сталь марки 09Г2С гр. I, фас., t=11-20 мм, ; решетка - сталь марки ВСт 3 пс6 гр.I, фас., t=4-10 мм, ;

- сопряжение ригеля с колонной - шарнирное.

2.2. Сбор нагрузок

Постоянные нагрузки на 1 м² от массы конструкций покрытия приведены в таб. 2.1.

Таблица 2.1

№	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка,	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчетная нагрузка,
1.	Защитный слой 15 мм из гравия, втопленного в мастику	0,3	1,3	0,39
2.	Водоизоляционный ковер из трех слоев рубероида	0,1	1,3	0,13
3.	Утеплитель 100 мм из плитного пенопласта ()	0,05	1,2	0,06
4.	Пароизоляция из одного слоя рубероида	0,05	1,2	0,06
5.	Стальной профилированный настил	0,155	1,05	0,16
Итого		0,625		0,771
6.	Прогоны при	0,08	1,05	0,084
7.	Стропильные фермы со связями	0,2	1,05	0,21
Итого общая нагрузка		0,985		1,15

2.3 Определение усилий в элементах фермы

Узловая нагрузка от веса конструкций покрытия

Временная узловая нагрузка от массы снегового покрова. Для третьего снегового района .

т.к.

Узловая нагрузка

Результаты расчета сводим в таб. 2.2.

Таблица 2.2

Элемент фермы	Обозначение стержней	Усилия от предельных загружений			Расчетные усилия
		Постоянная нагрузка F1 =18,72кН	Снеговая нагрузка F2 =43,2кН	Изгиб		Сжатие
Верхний пояс	В1	-	-	23,22		-
	В2	-106,704	-246,24	20,9		-352,944
	В3	-106,704	-246,24	20,9		352,944
	В4	-132,35	-305,424	20,9		-437,774
Нижнй пояс	Н1	+60,466	+139,536	-		+200,002
	Н2	+132,912	+306,72	-		+439,632
	Н3	+140,4	+324	-		+464,4
Раскосы	Р1	-89,294	-206,064	-		-295,358
	Р2	+64,958	+149,904	-		+214,862
	Р3	-37,44	-86,4	-		-123,84
	Р4	-10,67	-24,624	-		-35,294
Стойки	С1			-		-61,92
	С2			-		+24,768

2.4. Определение расчетных длин стержней фермы

Расчетные длины стержней назначаем согласно указаниям СНиП «Стальные конструкции».

Элемент фермы	Обозначение	Расчетное усилие,	Сечение	Площадь А,	Расчетная длина		Радиусы инерции	Гибкость	Предельная гибкость		,		,
							см	см
Верхний пояс	В1	-	127х5	19,2	280	280	4,32	69	120	1	335	-	const
	В2	-352,944	127х5	19,2	300	300	4,32	69	120	1	335	0,687	26,8
	В3	352,944	127х5	19,2	300	300	4,32	69	120	1	335	0,687	26,8
	В4	-437,774	127х5	19,2	300	300	4,32	69	120	1	335	0,687	26,8
Нижний пояс	Н1	+200,002	194х5	21,2	580	580	4,78	121	250	0,95	335	0,321	29,4
	Н2	+439,632	194х5,5	29,7	600	600	6,69	89	250	0,95	335	0,522	30
	Н3	+464,4	194х5,5	29,7	600	600	6,69	89	250	0,95	335	0,522	30
Раскосы	Р1	-295,358	133х5,5	16,2	404	404	4,51	83	120	1	335	0,448	29,9
	Р2	+214,862	133х4	16,2	378	378	4,57	82	400	0,95	335	0,602	22
	Р3	-123,84	133х4	16,2	382	382	4,57	83	150	0,8	335	0,602	12,7
	Р4	-35,294	76х2	4,65	385	385	2,62	126	400	0,95	335	0,24	31,7
Стойки	С1	-61,92	95х3,5	10,1	300	300	3,24	95	150	0,8	230	0,522	23
	С2	+24,768	95х3,5	10,1	308	308	3,24	95	150	0,95	230	0,522	23

2.5. Подбор сечений элементов

Подбор сечений верхнего пояса фермы

Подбор сечений в панели 2 и 3

По сортаменту принимаем сечение, ,.

Проверка

(см, прил, IV, таб, 1[3])

Подбор сечений в панели 4

По сортаменту принимаем сечение, ,.

Проверка

(см, прил, IV, таб, 1[3])

Подбор сечений нижнего пояса фермы

Подбор сечений в панели 1

По сортаменту принимаем сечение, ,.

Проверка

(см, прил, IV, таб, 1[3])

Подбор сечения в панели 2 () примем конструктивно, т.к. усилия в данной панели много меньше, чем в других.

Аналогично находим сечение раскосов и стоек.

2.6. Расчет узлов фермы

Стержни раскосов решетки из круглых труб прикрепляют непосредственно к поясам впритык сварными швами с проверкой их несущей способности (– усилие в раскосе). Стойки, имеющие сплющенные концы, прикрепляют к поясам угловыми швами.

Промежуточный узел фермы

Промежуточный узел фермы с заводским стыком верхнего пояса (см. рис. 2.1)

Рис. 2.1

Исходные данные

Материалы фермы:

Пояса – сталь С345, элементы решетки и опорный раскос – сталь С245.

Сварочная проволока – Св 08 А.

Расчетные характеристики:

угловых швов – ,

опорного фланца – .

Сварка полуавтоматическая – .

Прочность шва, прикрепляющего раскос Р₃ без разделки кромок к верхнему поясу по приближенной формуле равна:

,где

–коэффициент условий работы шва;

–принимаем равным толщине стенки раскоса.

,где

–определяем по табл. 13[5].

.

Прочность шва обеспечена.

Прочность шва, прикрепляющего раскос Р₄ к верхнему поясу, равна:

.

Прочность шва обеспечена.

Заводской стык верхнего пояса выполняют стыковым швом с применением подкладного кольца. Расчет шва не производится так как он работает на сжатие.

Укрупнительный стык нижнего пояса фермы на монтажной сварке

Стык осуществляется с помощью парных накладок, Толщину накладки принимают , число лепестков –, размер лепестка –.

Длина сварного шва, соединяющего накладки с нижним поясом равна:

.

Несущая способность шва:

.

где – ручная сварка.

Рис. 2.2

Монтажный стык верхнего пояса

Монтажный стык верхнего пояса осуществляется с помощью фланцев на болтах, Торцы труб перед установкой фрезеруют. Соединительные угловые швы назначают минимальной толщины. Расчет стыка не производят.

Рис. 2.3

Расчет опорного ребра

Рис. 2.4