Определение нагрузок на ферму

Нормативная поверхностная нагрузка от собственной массы стропильной фермы со связями может быть определена по эмпирической формуле:

где К _с.в. = 4 – коэффициент собственной массы стропильной фермы с учетом связей.

Расчетная линейная нагрузка на ферму:

Постоянная: g = (g_п + g_ф^н · _f1)·B = (410,937+ 206·1,1)·4 = 2550,15 Н/м

Временная: S = S·B = 2272·4 = 9088 Н/м

где g _{f 1} = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки, согласно таблице 7.1 [3];

В = 4 м – шаг ферм вдоль здания.

Сбор нагрузок производится на горизонтальную проекцию фермы (табл.2.4)

Таблица 2.4 - Сбор нагрузок на ферму

	Конструктивные элементы и нагрузки	Нормативная нагрузка, Па	γ f	Расчетная нагрузка, Па
1. Постоянные нагрузки
1.1	Трехслойная рулонная кровля типа К-1 по СП 17.13330.2011		1,3	152,1
1.2	Нагрузка от плиты	232,57		258,837
1.3	Итого постоянная нагрузка на ферму:	gn=349,57		gn=410,937
2. Временные нагрузки
2.1	Полное значение снеговой нагрузки, S		1,4
2.3	Полное значение длительной доли нормативной нагрузки,	349,57 + 1623·0,7 = 1485,67

 

Узловая нагрузка определяется как произведение распределенной равномерной нагрузки с грузовой площади, приходящейся на узел, которая равна произведению суммы проекций прилегающих полупанелей на шаг ферм.

Узловая нагрузка в средних узлах стропильной фермы:

- постоянная

G =g·(6,37/2+6,37/2)·cosα = 2550,15 ·(6,37/2+6,37/2)·0,927 = 15,06 кН

- временная (снеговая)

P = 6,37·cosα·S = 6,37·0,927·9,088 = 53,66 кН

- полная узловая нагрузка

F = G + P = 15,06 + 53,66 = 68,72 кН.

Определение усилий в элементах фермы

Усилия в элементах фермы определяются путем построения многоугольника сил (диаграммы Максвелла-Кремоны) от единичной узловой нагрузки, расположенной на половине пролета фермы. Полученные значения заносятся в таблицу 2.5. Умножая их на фактические узловые нагрузки (грузовые коэффициенты) находим расчетные усилия в элементах фермы.

Опорные реакции от единичной нагрузки определяются из условий трех уравнений статики:

Величина продольных сил в элементах фермы получена в графической форме (рис. 2.6).

 

 

Рисунок 2.6 – Диаграмма Максвелла-Кремоны. Графический способ определения усилий

Таблица 2.5 - Усилия в стержнях фермы при различных сочетаниях нагрузок

Элементы фермы	Обозначения элементов	Стержни	Усилия от единичной нагрузки F=1, кН	Усилия от постоянной узловой нагрузки G=15,06 кН	Усилия от временной снеговой нагрузки Р=53,66кН	Расчётные усилия, кН
Слева	Справа	На всём пролёте	Слева	Справа	На всём пролёте	При снеге слева	При снеге на всём пролёте
Верхний пояс	О1	E-II	-2,63	-1,18	-3,81	-57,38	-141,13	-63,32	-204,44	-198,50	-261,82
О2	F-III	-2,25	-1,18	-3,43	-51,66	-120,74	-63,32	-184,05	-172,39	-235,71
О3	K-ΙV	-1,18	-2,25	-3,43	-51,66	-63,32	-120,74	-184,05	-114,97	-235,71
О4	L-ΙV	-1,18	-2,63	-3,81	-57,38	-63,32	-141,13	-204,44	-120,70	-261,82
Нижний пояс	И1	E-V	2,43	1,09	3,52	53,01	130,39	58,49	188,88	183,41	241,89
И2	G-V	1,17	1,17	2,34	35,24	62,78	62,78	125,56	98,02	160,80
И3	L-V	1,09	2,43	3,52	53,01	58,49	130,39	188,88	111,50	241,89
Стойки	V1	E-F	-0,93		-0,93	-14,01	-49,90	0,00	-49,90	-63,91	-63,91
V2	K-L		-0,93	-0,93	-14,01	0,00	-49,90	-49,90	-14,01	-63,91
Раскосы	Д1	F-G	1,27	0,11	1,38	20,78	68,15	5,90	74,05	88,93	94,83
Д2	G-K	0,11	1,27	1,38	20,78	5,90	68,15	74,05	26,69	94,83
Опорные реакции	VA	‑	1,5	0,5		30,12	80,49	26,83	107,32	110,61	137,44
VB	-	0,5	1,5		30,12	26,83	80,49	107,32	56,95	137,44