Геометричний розрахунок ферми

Рисунок 25. Схема ферми

Збір навантажень на ферму

Збір навантажень на ферму зводимо до таблиці

Таблиця 3. Збір навантажень на ферму

№ п/п	Вид навантаження	Нормативне навантаження,	Коефіцієнт перенаванта–ження	Розрахункове навантаження,
	Постійне навантаження
а	Гравійний захист 0,4·12	4,8	1,3	6,24
б	Гідроізоляційний килим з 3-ох шарів руберойду 0,15·12	1,8	1,3	2,34
в	Цементна стяжка 0,4·12	4,8	1,3	6,24
г	Утеплювач – мінераловатні плити 2·0,22·12	5,28	1,3	6,86
д	Пароізоляція – 1 шар руберойду 0,05·12	0,6	1,3	0,78
е	Залізобетонні плити з важкого бетону 3×12м 1,8·12	21,6	1,1	23,76
є	Кроквяні ферми 0,2·12	2,4	1,05	2,52
ж	Зв’язки покриття 0,06·12	0,72	1,05	0,76
	Разом:			49,50
2	Тимчасове навантаження – снігове 1,4·12	16,8	1,4	23,52
	Разом:			73,02

 

Статичний розрахунок ферми

Рисунок 26. Статичний розрахунок ферми

Визначаємо опорні реакції та зосереджені сили, які діють у вузлах ферми:

;

;

;

.

Зусилля в елементах ферми визначаємо графічно за діаграмою Максвела – Кремони. Зовнішнє навантаження симетричне, тому діаграму будуємо лише для лівої частини ферми.

Рисунок 27. Діаграма Максвела - Кремони

 

 

Підбір перерізів стержнів ферми

Підбір перерізів стержнів ферми виконуємо в табличній формі (табл.4)

· Підбір перерізів стиснутих елементів ферми виконуємо за формулою:

, (88)

де необхідна площа поперечного перерізу, ;

розрахункове зусилля в стержні, ;

коефіцієнт поздовжнього згину, який визначається за табл.72 [1]. Для стиснутих елементів приймаємо ; ;

розрахунковий опір, .

Товщину фасонки приймаємо по зусиллю в опорному розкосі. Приймаємо товщину фасонки 14мм.

Для визначення гнучкості користуємось формулами:

і , (89)

де розрахункові довжини, ;

радіуси інерції, .

При цьому потрібно, щоб гнучкість не перевищувала гранично допустиму:

- Для стиснутих поясів і стиснутого опорного розкосу: ;

- Для стиснутих елементів решітки (розкоси і стійки): ;

- Для розтягнутих елементів: .

По максимальному значенню гнучкості визначаємо за табл.72 [1].

Перевіряємо напруження для стиснутих елементів поясів:

(90)

· Підбір перерізів розтягнутих елементів ферми виконуємо за формулою:

,

· Підбір перерізів стиснених розкосів і стійок виконуємо за формулами:

, , (91)

де коефіцієнт, який приймається .

Для всіх розкосів і стійок, крім опорного, приймаємо , для опорного розкосу . Коефіцієнт застосовується лише для стиснутих елементів решітки, якщо .

Розрахунок зварних швів, які кріплять стержні до фасонок

Визначаємо зусилля, які передаються на перо і обушок кутника в залежності від типу кутника.

· Для рівностороннього кутника: , ;

· Для нерівностороннього кутника довшими полицями в сторони:

, ;

· Для нерівностороннього кутника коротшими полицями в сторони:

, .

Висоту шва на обушці приймаємо рівним товщині полиці кутника: , або на 2мм менше: .

Максимальна висота шва: .

Висоту шва на пері визначаємо в залежності від товщини полиці кутника:

· При ;

· При ;

· При .

Довжину швів розраховуємо за формулою:

(92)

Мінімальна довжина шва: ; ;

Максимальна довжина шва: .

Із конструктивних міркувань, враховуючи те, що зусилля в стержні 2-12 верхнього поясу дорівнює нулю, і з умов кріплення ферми до колони каркасу, прибираємо стійку 1-12, ввівши при цьому додатковий розкіс із двох кутників перерізом .

Верхній пояс:

2-12: ; ;

; ;.

; .

 

3-14, ; ;

4-15: ; ;

; .

 

5-17: ; ;

; ;

; .

 

Нижній пояс:

1-13: ; ;

; ;

; .

 

1-16: ; ;

; ;

; .

 

Розкоси:

12-13: ; ;

; ;

; .

 

13-14: ; ;

; ;

; .

 

15-16: ; ;

; ;

; .

 

16-17: ; ;

; ;

; .

 

Стійки:

14-15, ; ;

17-18: ; ;

; .

 

Результати розрахунків заносимо до таблиці 5:

Таблиця 5. Розрахунок зварних швів, які кріплять стержні до фасонок

Елемент ферми	Позначення стержня	Зусилля, кН	Переріз стержня	, кН	,см	, см	, кН	,см	, см
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Верхній пояс	2-12	0	160×12	0	1,0	4,0	0	1,0	4,0
3-14	1196,6	160×12	837,62	1,2	34,3	358,98	1,0	18,1
4-15	1196,6	160×12	837,62	1,2	34,3	358,98	1,0	18,1
5-17	1613,9	160×16	1129,73	1,4	39,5	484,17	1,4	17,5
Н. пояс	11-13	675,0	125×80×8	506,25	0,8	31,2	168,75	0,6	14,4
11-16	1509,5	180×110×12	1132,12	1,2	45,9	377,38	1,0	19,0
Розкоси	12-13	1016,1	200×125×14	325,15	1,2	13,9	690,95	1,2	28,4
13-14	756,3	100×10	529,41	0,8	32,5	226,89	0,8	14,5
15-16	453,8	125×10	317,66	0,8	19,9	136,14	0,8	9,1
16-17	151,3	100×10	105,91	0,8	7,3	45,39	0,8	4,0
Стійки	14-15	219,1	90×8	153,37	0,8	10,2	65,73	0,6	6,2
17-18	219,1	90×8	153,37	0,8	10,2	65,73	0,6	6,2

Розрахунок вузлів ферми

Розрахунок опорного вузла

Приймаємо наступну конструкцію опорного вузла(рис.28).

Розраховуємо товщину опорного ребра з умови роботи на змяття торцевої поверхні за формулами (43), (45):

Необхідна площа опорного ребра:

;

Товщина опорного ребра:

. Приймаємо .

Рисунок 28. Опорний вузол ферми

Перевіряємо на зріз шов, який кріпить фасонку до опорного ребра:

, (93)

Приймаємо , оскільки , .

.

Перевіряємо на зріз фасонку:

(94)

.