3. Расчет и конструирование стропильной фермы.

3.1. Статический расчет стропильной фермы.

Исходные данные

Ферма с параллельными поясами из двутавров;

тип решетки - гнутосварные профили.

Загружение 1.

(Постоянная нагрузка)

Определим нагрузки, действующие на ферму:

1. Нагрузка от фонаря:

,

где - вес фонаря, - шаг поперечных рам.

2. Нагрузка от кровли:

,

где - вес кровли без учета фонаря.

3. Сосредоточенная нагрузка от бортовой стенки и остекления фонаря:

,

где - вес бортовой стенки и остекления фонаря.

Определим усилия, действующие на ферму от постоянной нагрузки.

Загружение 2.

(Снеговая нагрузка, вариант №1)

;

;

;

;

;

;

Загружение 3.

(Снеговая нагрузка, вариант №2)

;

, ( );

;

;

;

;

;

Загружение 4.

Загружение от опорных отрицательных моментов (1+2+8+4+5)

;

;

;

.

Загружение 5.

Загружение от опорных отрицательных моментов без учета снеговой нагрузки.

;

;

;

.

Загружение 6.

меняем знак ;

;

; .

Загружение 7.

;

;

;

3.2. Подготовка исходных данных для расчета стропильной фермы производственного здания на эвм.

- Подвижная опора: 1

- Неподвижная опора: 14

- Количество стержней: 25

- Количество узлов: 14

- Количество загружений: 5

Таблица 5- Координаты узлов

№ узла	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
x	0	0	2,9	5,8	5,8	8,8	11,8	11,8	14,8	17,8	17,8	20,7	23,6	23,6
y	0	2,25	2,25	2,25	0	2,25	2,25	0	2,25	2,25	0	2,25	2,25	0

№ стержня	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
начало	1	2	1	3	1	3	4	4	5	6	5	6	7	7	8	9	8	9	10	10	11	12	11	12	13
конец	2	3	3	5	5	4	5	6	6	8	8	7	8	9	9	10	11	10	11	12	12	14	14	13	14

Таблица 6 - Проекции сил на оси X и Y по узлам

Узел	Загружение 1		Загружение 2		Загружение 3		Загружение 4		Загружение 5
	X	Y	X	Y	X	Y	X	Y	X	Y
1							240,53		224,89
2							-240,53		-224,89
3		-76,30		-32.00		-26,45
4		-102,13		-26,94		-130,59
5
6		-123,53		-32,83		0
7
8
9		-123,53		-32,83		0
10		-102,13		-26,94		-130,59
11
12		-76,30		-32,00		-26,45
13							-61,66		-46,03
14							61,66		46,03

Таблица 7 – Расчет статически определимой фермы покрытия

Номер загружения	1	2	3	4	5
Номер стержня	Усилия, кН
1	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
2	0.00	0.00	0.00	240.53	224.89
3	-492.60	-149.71	151.47	-27.82	-27.82
4	368.13	97.50	-108.32	27.82	27.82
5	389.19	118.28	-51.49	-218.55	-202.91
6	-680.04	-195.32	137.08	196.57	180.93
7	-102.13	-26.94	130.59	0.00	0.00
8	-680.04	-195.32	-205.26	105.62	89.99
9	-205.88	-54.72	-106.98	-28.42	-28.42
10	0.00	0.00	106.98	28.42	28.42
11	844.75	239.09	119.68	-173.83	-112.72
12	-844.75	-239.09	-34.09	151.10	135.46
13	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
14	-844.75	-239.09	-34.09	151.10	135.46
15	0.00	0.00	-106.98	-28.42	-28.42
16	-205.88	-54.72	106.98	28.42	28.42
17	844.75	239.09	119.68	-128.36	-112.72
18	-680.04	-195.32	-205.26	105.62	89.99
19	-102.13	-26.94	-130.59	0.00	0.00
20	-680.04	-195.32	137.08	196.57	180.93
21	368.13	97.50	108.32	-27.82	-27.82
22	-492.60	-149.71	151.47	27.82	27.82
23	389.19	118.28	-51.49	-83.64	-68.01
24	0.00	0.00	0.00	61.66	46.03
25	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00

Наимено-вание элемента	№ стержня	Усилия от постоянной нагрузки (1)	Усилие от снега				Усилие от опорных моментов		Усилие от раскосов		Расчетные усилия
			(2)		(3)		-Mmax	-Mmax-S	-Mmax	-Mmax-S	№	сжатие	№	растя- жение
			ψ=1	ψ=0,9	ψ=1	ψ=0,9	(4)	(5)	(6)	(7)
Верхний пояс	2	-	-	-	-	-	240,53	224,89	-	-			1+4	240,53
	24	-	-	-	-	-	61,66	46,03	-	-			1+4	61,66
	6	-680,04	-195,32	-175,79	137,08	123,37	196,57	180,93	-	-	1+2	-875,36
	20	-680,04	-195,32	-175,79	137,08	123,37	196,57	180,93	-	-	1+2	-875,36
	8	-680,04	-195,32	-175,79	-205.26	-184,72	105,62	89,99	-	-	1+3	-885,30
	18	-680,04	-195,32	-175,79	-205,26	-184,72	105,62	89,99	-	-	1+3	-885,30
	12	-844,75	-239,09	-215,18	-34,09	-30,68	151,10	135,46	-	-	1+2	-1123,84
	14	-844,75	-239,09	-215,18	-34,09	-30,68	151,10	135,46	-	-	1+2	-1123,84
Нижний пояс	5	389,19	118,28	106,45	-51,49	-46,34	-218,55	-202,91	-103,44	-104,29			1+2	507,47
	23	389,19	118,28	106,45	-51,49	-46,34	-83,64	-68,01	-72,67	-71,82			1+3	508,87
	11	844,75	239,09	215,18	119,68	107,71	-173,83	-112,72	-93,24	-93,53			1+2	1083,84
	17	844,75	239,09	215,18	119,68	107,71	-128,36	-112,72	-82,87	-82,58			1+2	1083,84
Раскосы	3	-492,60	-149,71	-134,74	151,47	136,32	-27,82	-27,82	-	-	1+2+4	-670,13
	22	-492,60	-149,71	-134,74	-151,47	-136,32	27,82	27,82	-	-	1+2	-642,31
	4	368,13	97,50	87,75	-108,32	-97,49	27,82	27,82	-	-			1+2+4	493,45
	21	368,13	97,50	87,75	108,32	97,49	-27,82	-27,82	-	-			1+2	465,63
	9	-205,88	-54,72	-49,25	-106,98	-96,28	-28,42	-28,42	-	-	1+3+5	-341,28
	16	-205,88	-54,72	-49,25	106,98	96,28	28,42	28,42	-	-	1+2	-260,60
	10	-	-	-	106,98	96,28	28,42	28,42	-	-			1+3+5	135,40
	15	-	-	-	-106,98	-96,28	-28,42	-28,42	-	-	1+3+5	-135,40
Стойки	7	-102,13	-26,94	-24,25	130,59	117,53	-	-	-	-	1+2	-129,07	1+3	26,46
	19	-102,13	-26,94	-24,25	-130,59	-117,53	-	-	-	-	1+3	-232,72
	13	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Таблица 8 - Обработка результатов

Таблица 9 – Подбор сечений элементов фермы

Эле- менты фермы	№ стерж- ня	Расчетные усилия		Наиме- нование стали	Сечение	Площадь сечения, см2	Расчетная длина, см		Радиус инерции		Гибкость		Предельная гибкость		φmin	γc	Проверка сечения
		сжатие	растя- жение				в плос- кости	из плос- кости	ix	iy	λх	λу	[λх}	[λу]
Верхний пояс	2	-	240,53	С345	30Ш3	87	300	600	12,7	4,8	23,62	125	140	140	0,392	1	-	32,95<33?5
	24	-	61,66	С345	30Ш3	87	300	600	12,7	4,8	23,62	125	140	140	0,392	1	-	32,95<33?5
	6,20	-875,36	-	С345	30Ш3	87	300	600	12,7	4,8	23,62	125	140	140	0,392	1	-	32,95<33?5
	8,18	-855,30	-	С345	30Ш3	87	300	600	12,7	4,8	23,62	125	140	140	0,392	1	-	32,95<33?5
	12,14	-1123,84	-	С345	30Ш3	87	300	600	12,7	4,8	23,62	125	140	140	0,392	1	-	32,95<33?5
Нижний пояс	5	-	507,47	С345	20Ш1	38,95	600	1200	8,26	3,61	72,64	332,41	400	400	-	0,95	27,83<31,83	-
	23	-	508,87	С345	20Ш1	38,95	600	1200	8,26	3,61	72,64	332,41	400	400	-	0,95	27,83<31,83	-
	11,17	-	1083,84	С345	20Ш1	38,95	600	1200	8,26	3,61	72,64	332,41	400	400	-	0,95	27,83<31,83	-
Раскосы	3	-670,13	-	С255	140х6	32,1	367	367	5,43	5,43	67,59	67,59	400	400	-	0,95	20,88<22,8	-
	22	-642,31	-	С255	140х6	32,1	367	367	5,43	5,43	67,59	67,59	400	400	-	0,95	20,88<22,8	-
	4	-	493,45	С255	140х6	32,1	367	367	5,43	5,43	67,59	67,59	400	400	-	0,95	20,88<22,8	-
	21	-	465,63	С255	140х6	32,1	367	367	5,43	5,43	67,59	67,59	400	400	-	0,95	20,88<22,8	-
	9	-341,28	-	С255	140х6	32,1	367	367	5,43	5,43	67,59	67,59	400	400	-	0,95	20,88<22,8	-
	16	-260,60	-	С255	140х6	32,1	367	367	5,43	5,43	67,59	67,59	400	400	-	0,95	20,88<22,8	-
	10	-	135,40	С255	140х6	32,1	367	367	5,43	5,43	67,59	67,59	400	400	-	0,95	20,88<22,8	-
	15	-135,40	-	С255	140х6	32,1	367	367	5,43	5,43	67,59	67,59	400	400	-	0,95	20,88<22,8	-
Стойки	7	-129,07	26,46	С255	120х4	18,5	225	225	4,71	4,71	47,77	47,77	150	150	0,862	1	-	14,59<24
	19	-232,72	-	С255	120х4	18,5	225	225	4,71	4,71	47,77	47,77	150	150	0,862	1	-	14,59<24
	13	-	-	С255	120х4	18,5	225	225	4,71	4,71	47,77	47,77	150	150	0,862	1	-	-