Расетно-конструктивный раздел

Нагрузки

Постоянные нагрузки

Вес плиты покрытия 2ПГ-6, размером 1,5*6,0 - 1225 кг/шт, (137 кг/м²).

Вес утеплителя ROCKWOOL Руф Баттс - 160 кг/м³, (40 кг/м²).

Вес пароизоляции изопласт П - 3,0 кг/м².

Вес цементно-песчаного раствора М 100 - 1800 кг/м³, (54 кг/м²)

Вес техноэласт ЭПП - 4,95 кг/м².

Вес техноэласт ЭКП - 5,2 кг/м².

Собственный вес фермы над пролетом L = 9 метров предварительно примем 1500 кг. Нагружаемая площадь 54 м². Вес фермы, приходящийся на один м², 1500 / 54 = 27,8 кг/м².

Постоянная нагрузка на м² кровли составляет (таблица 3.1) составляет 3,146 кН/м².

 

Таблица 3.1 - Постоянные нагрузки на один м² кровли

№ пп	Наименование	Нормативная нагрузка кН/м^2	К-т надёжности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м^2
	Плита покрытия 2ПГ-6	1,37	1,05	1,44
	ROCKWOOL Руф Баттс	0,4	1,05	0,42
	Изопласт П	0,03	1,05	0,32
	Цементно-песчаный раствор	0,54	1,05	0,567
	Два слоя техноэласт	0,102	1,05	0,107
	Стальные конструкции фермы	0,278	1,05	0,292
	Итого			3,146

Расчетное значение равно-распределенной нагрузки от постоянных нагрузок (рисунок 3.1) равно 3,146 × 6 = 18,9 кН/м

Рисунок 3.1 - Расчётная схема поперечной рамы. Загружение равно - распределённой постоянной нагрузкой

 

Снеговая нагрузка

 

 

Город Ирбит относится к III зоне снеговой нагрузки [7] (СНиП 2.01. 07 - 85^* "Нагрузки и воздействия") Нормативное значение снеговой нагрузки

S_g = 180 кгс/м² = 1,8 кН/м²

Нормативная снеговая нагрузка на ригель

S₀ = 0,7 С_е С_t μ S_g В, (3.1)

где, = 1,0 - коэффициент надежности по назначению для общественных зданий,

С_е = 1,0 - коэффициент сноса снега,

С_t = 1,0- термический коэффициент.

μ = 1,0 - коэффициент перехода от веса снега на земле к весу снега на кровле

В = 6 - ширина грузовой площади.

S₀ = 1,0 0,7 1,0 1,0 1,0 1,8 6 = 7,56 кН/м

Расчетная снеговая нагрузка на ригель

S = S₀ , (3.2)

где, = 1,4 - коэффициент надежности по снеговой нагрузке

S = 7,56 1,4 = 10,6 кН/м

Рисунок 3.2 - Расчётная схема поперечной рамы. Загружение равно - распределённой снеговой нагрузкой

 

Проектирование стропильной фермы

Определение усилий в стержнях

Сумма нагрузок на один метр

q = 18,9 + 10,6 = 29,5 кН/м

Сосредоточенные усилия в узлах фермы (рисунок 3.3)

F = q l, (3.3)

где, l – грузовая длина фермы.

F₁ = 29,5 1,5 = 44,25 кН.

F₂ = 29,5 0,75 = 22,125 кН.

где, L – длина фермы.

Рисунок 3.3 - Расчетная схема стропильной фермы

 

Обозначим все стержни и плоскости (рисунок 3.4).

а)

б)

Рисунок 3.4 - Обозначение а) плоскостей. б) стержней

 

Построим диаграмму Максвелла Кремоны (рисунок 3.5) и определим усилия в стержнях (таблица 3.2).

Рисунок 3.5 - Диаграмма Максвелла Кремоны

Таблица 3.2 - Сводная таблица усилий

Элементы	Номер стержня	Расчетные
усилия в стержнях (кН)
верхний пояс
1^1	294,6 (-)
1^2	294,6 (-)
нижний пояс		184,1 (+)
2^1	331,5 (+)
решетка		22,125 (-)
	214,8 (-)
	128,9 (+)
	44,25 (-)
	43,0 (-)

 

Определение расчетных длин стержней (рисунок 3.6).

 

Рисунок 3.6 - Расчетная схема стропильной фермы

 

Определение расчетной длины в плоскости фермы l_x (рисунок 3.7).

 

Рисунок 3.7 - Расчетные длины в плоскости фермы l_x

Определение расчетной длины из плоскости фермы l_y (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 - Расчетные длины из плоскости фермы l _y

 

Подбор сечений стержней фермы

Примем сечение стержней фермы из спаренных уголков. Весь верхний пояс, независимо от различия усилий на различных участках пояса, выполним из одинаковых уголков. Весь нижний пояс выполним из одинаковых уголков.

Стержень № 1 (верхний пояс)

Максимальное усилие в верхнем поясе N = 294,6 кН. Стержни работают на сжатие. Расчет сечения верхнего пояса выполним по формуле:

где, φ = 0,8 - коэффициент для предварительного расчета,

R_y - расчетное сопротивление стали по пределу текучести. Примем сталь С255 R_y = 25,0 кН/см² (при t от 4 до 10 мм),

γ_с = 1,0 - коэффициент условий работы.

Номер равнополочного уголка примем по сортаменту прокатной стали. Примем два равнополочных уголка сечением 75 мм. с толщиной стенки 5 мм. с площадью сечения А_{В.П .} = 7,39 см² 2 шт = 14,78 см² (А_тр > 14,73см²).

Масса одного метра уголка №75 с толщиной стенки 5 мм - m = 5,8 кг.

Момент инерции относительно оси x - I_x = 53,3 см⁴

Радиус инерции - i_x = 2,31 см.

Радиус инерции - i_у2 = 3,42 см.

z₀ = 2,02 см.

Максимальная гибкость принятого стержня № 1

Проверим устойчивость стержня № 1

Стержень № 2 (нижний пояс)

Максимальное усилие в нижнем поясе N = 331,5 кН. Стержни работают на растяжение. Расчет сечения пояса выполним по формуле:

Номер равнополочного уголка примем по сортаменту прокатной стали. Примем два равнополочных уголка сечением 75 мм. с толщиной стенки 5 мм. с площадью сечения А_{Н.П .} = 7,39 см² × 2 шт = 14,78 см² (А_тр > 13,26 см²).

Масса одного метра уголка №75 с толщиной стенки 5 мм - m = 5,8 кг.

Момент инерции относительно оси x - I_x = 53,3 см⁴.

Радиус инерции - i_x = 2,31 см.

Радиус инерции - i_у2 = 3,42 см.

z₀ = 2,02 см.

Гибкость в вертикальной плоскости стержня № 2.

Определим напряжение в стержне № 2.