Типы сечений эл-ов ферм. Опр-ие расчетной нагрузки. Опр-ие расчетных длин стержней ферм.

1. Современные типовые решения строп ферм имеют несколько видов. Остаются типовые решения со стержнями из двух прокатных уголков, имеются трубчатые фермы, у которых пояса и решетка выполняются из электросварных труб. Трубчатые фермы исп-ся при строительстве башен, мачт, кранов открытых эстакад... На заводе серийно изг-ся стропильные фермы из замкну­тых гнутосварных профилей прямоугольного сечения. Профили изготовляются из листа толщиной от 3 до 8 ммРазработаны также конструкции ферм с поясами из тавров, полу­чаемых путем продольной разрезки широкополочных двутавров или сваркой из двух стальных полос. Находят применение в стержнях легких ферм сечения из двух уголков с расставленными вер­тикальными полками из уголков замкнутого сечения,из швеллеров и др. В каждом отдельном случае применение стержней с такими сечениями определяется условия­ми работы конструкции, ее изготовления, наличием сортамента и т. п .2. Вся нагрузка, действующая на ферму,бывает приложенной к узлам фермы, к которым прикрепляются элементы поперечной конст­рукции,переда­ющие нагрузку на ферму. Если нагрузка приложена непосредственно в панели, то в основной расчетной схеме она также распределяется меж­ду ближайшими узлами, но при этом дополнительно учитывается мест­ный изгиб пояса от расположенной на нем нагрузки: на опоре (в узле) — как на опоре неразрезной балки; в пролете —как в пролете неразрез­ной балки с умножением величин моментов на коэффициент 1,2.Рекомендуется определять усилия в стержнях ферм отдельно для каждого вида нагрузки. в стропильных фермах следует составлять расчетные схемы отдельно для следующих нагрузок: постоянной, в которую входит собственный вес фермы и вес всей поддерживаемой конструкции (кровли с утеплением, фонарей и т. п.); временной — нагрузки от подвесного подъемно-транспортного обо­рудования, нагрузки полезной, действующей на подвешенное к ферме чердачное перекрытие, и т. п.; кратковременной, атмосферной — снег, ветер.Постоянная, временная и снеговая нагрузки относятся к основному сочетанию нагрузок, и расчет на них ведется с учетом установленных значений коэффициентов перегрузки; ветер при расчете обычных стропильных ферм относится к особому сочетанию на­грузок.Расчетная постоянная нагрузка, действующая на любой узел стро­пильной фермы, определяется по формуле: F=(g_ф+g_кр/cosa)bn*(d1+d2)/2. где gф— собственный вес фермы, кН на 1 м² горизонтальной проекции кровли; g_Kp —вес кровли, кН/м²; а — угол наклона верхнего пояса к горизонту; Ь — расстояние между фермами; d\ и di — длины примыкающих к узлу панелей; п — коэффициент пе­регрузки для постоянных нагрузок.Снег — нагрузка временная, которая загружает ферму лишь частич­но; загружение снегом одной половины фермы может оказаться невы­годным для средних раскосов.Расчетную узловую нагрузку от снега определяют по формуле: F_c = P_cbп_с*(d1+d2)|2. где Р_с — вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной проекции кровли; п_с — коэф­фициент перегрузки для снеговой нагрузки.Давление ветра учитывается только на вертикальные поверхности, а также на поверхности с углом наклона к горизонту более 30°, что бы­вает в башнях, мачтах, эстакадах, а также в крутых треугольных стро­пильных фермах и фонарях. Ветровая нагрузка, как и другие виды на­грузок, приводится к узловой. Горизонтальная нагрузка от ветра на фо­нарь при расчете стропильной фермы, как правило, не учитывается, так как ее влияние на работу фермы незначительно. 3. расчетная длина сжатого стержня фермы может быть рассчитана по формуле: l₀=μl где μ— коэффициент приведения длины, зависящий от степени защемления, I — рас­стояние между центрами узлов.Сжатый пояс оказывается слабо защемленным в узлах, так как с каждого конца к нему примыкает только по одному растянутому рас­косу, погонная жесткость которого значительно меньше погонной жест­кости пояса. Поэтому защемлением сжатого пояса можно пренебречь и принимать его расчетную длину равной расстоянию между смежными узлами.К сжатым стержням решетки в верхнем узле примыкает растянутый раскос, а в нижнем узле — растянутые панели нижнего пояса и раскос (см. рис. 9.12). Здесь степень защемления значительно большечто дает значение коэффициента μ =0,77По СНиП коэффициент приведения длины сжатых элементов решет­ки в плоскости фермы установлен μ = 0,8. Таким образом, расчетная длина /о —0,8 / в плоскости фермы определяется с некоторым запасом, в особенности для средних раскосов, жесткость которых по сравнению с примыкающими стержнями невелика. Исключение составляет опорной восходящий раскос, условия работы которого в плоскости фермы такие же, как и у верхнего пояса, вследст­вие чего расчетная длина опорного раскоса в плоскости фермы прини­мается равной расстоянию между центрами узлов. Расчетная длина сжатого пояса в плоскости, перпендикулярной плоскости фермы, принимается равной расстоянию между узлами, за­крепленными связями от смещения из плоскости фермы. В трубчатых фермах с бесфасоночными узлами расчетная длина рас­коса как в плоскости, так и вне плоскости фермы может приниматься равной 0,9 l. В других случаях расчетную длину берут по СНиП.

26. Подбор сечений элементов ферм .

Подбор сечений сжатых стержней начинается с определения требуе­мой площади по формуле A_rp = N/φRγ, где γ — коэффициент условия работы принимается по прил. 13; формула содержит два неизвестных- требуемую площадь А_гр и коэффициент продольного изгиба φ, кото­рый является функцией гибкости. λ= l₀/i; где l₀ — расчетная длина стержня; i = - радиус инерции сечения, в свою очередь зависящий от площади А. По заданной гибкости находят соответствующую величину φ и площадь А. При предварительном подборе для поясов легких ферм можно при­нять А,=80-60 и для решетки А= 120-100.Задавшись гибкостью λ, можно также найти требуемые радиусы инерции сечения по формулам:

i х тр= l_0х/ λ; i утр= l_0у/ λ. В соответствии с требуемыми рациусами инерции и площадью сече­ния по сортаменту подбирается подходящий калибр профиля. Требуемую площадь нетто сечения растянутого стержня фермы из стали с отношением R_в / γ_н<R определяют по формуле: A_н = N/Ry, где γ — коэффициент условий работы; γ h=1,3 — коэффициент надежности.Скомпоновав по требуемой площади сечение (с учетом установлен­ного ассортимента профилей и общих конструктивных требований), про­изводят проверку принятого сечения, причем подсчитывают действи­тельное его ослабление отверстиями.

30. Компоновка конструкций покрытия промздания. Покрытия по прогонам. Беспрогонные покрытия .

Покрытие производственного здания состоит из кровельных (ограж­дающих) конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фонарей), на которые опирается кровля, и связей по покрытию, обеспечивающих пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость всего покрытия и его отдельных элементов.1) по прогонам. Прогоны устанавливают на верхний пояс стропильных ферм в их узлах. В качестве прогонов применяют прокатные балки, гнутые про­фили либо легкие сквозные конструкции (при шаге ферм больше 6 м). Кровельные покрытия бывают теплыми (с утеплителем) в отапливае­мых производственных зданиях и холодными без утеплителя (для не­отапливаемых зданий, а также горячих цехов, имеющих избыточные тепловыделения от технологических агрегатов)'.Для теплых кровель в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам, широко используется стальной профилированный настил. Применяют также мелкоразмерные керамзитобетонные, армоцементные и асбестоцементные плиты, трехслойные панели типа сэндвич, состоя­щие из двух металлических листов, между которыми расположен утеп­литель, или монопанели с несущим слоем из профилированного настила и гидроизоляцией из мягкой кровли. Холодные кровли выполняют из волнистых асбестоцементных, стальных или алюминиевых листов,«укладываемых по прогонам, распо­ложенным через 1,25—1,5 м. Волнистые листы крепят к прогонам с по­мощью специальных упругих кляммеров или крюков из круглой стали.2) беспрогонные. Для покрытий производственных зданий широко применяют различ­ного вида крупнопанельные железобетонные плиты шириной 3 м и дли­ной 6 и 12 м. Продольные ребра плит опираются непосредственно в уз­лах верхнего пояса ферм и привариваются минимум по трем углам. Иногда в качестве доборных применяют плиты шириной 1,5 м. В этом случае верхний пояс ферм необходимо рассчитать с учетом ме­стного момента от внеузловой передачи нагрузки или поставить допол­нительные шпренгели, подкрепляющие верхний пояс в местах опирания плит. Типы плит покрытия и их характеристики указаны в каталогах типовых сборных железобетонных изделий.Основной недостаток крупнопанельных железобетонных плит — их большой собственный вес (1,4—2,1 кН/м²), что утяжеляет все нижеле­жащие конструкции каркаса здания. Для снижения нагрузок от покрытия в последнее время находят применение металлические панели шириной 1,5 и 3 м и длиной 6 и 12 м

Стальной каркас 1-пролетного пром здания.Размещение колонн в плане.

Каркас, т. е. комплекс несущих конструкций, воспринимающий и пе­редающий на фундаменты нагрузки от веса ограждающих конструкций, технологического оборудования, атмосферные нагрузки и воздействия, нагрузки от внутрицехового транспорта (мостовые, подвесные, консоль­ные краны), температурные технологические воздействия и т.п., может выполняться из железобетона, смешанным (т.е. часть конструкций — железобетонные, часть — стальные) и стальным. Выбор материала кар­каса является важной технико-экономической задачей. Проектирование каркаса производственного здания начинают с вы­бора конструктивной схемы и ее компоновки. Исходным материалом яв­ляется технологическое задание, в котором даются расположение и га бариты агрегатов и оборудования цеха, количество кранов, их грузо­подъемность и режим работы. Технологическое задание содержит дан­ные о районе строительства, условиях эксплуатации цеха (освещенность, температурно-влажностный режим и т. п.).После выбора конструктивной схемы одновременно с компоновкой решаются принципиальные вопросы архитектурно-строительной части проекта (определяются ограждающие конструкции, назначается распо­ложение оконных, воротных проемов и т.п.).При компоновке конструктивной схемы каркаса решаются вопросы размещения колонн здания в плане, устанавливаются внутренние габа­риты здания, назначаются и взаимоувязываются размеры основных кон­структивных элементов каркаса.Колонны раз­мещают так, чтобы вместе с ригелями они образовывали поперечные рамы, т.е. в многопролетных цехах колонны разных рядов устанавли­ваются по одной оси. Согласно требованиям унификации промышленных зданий, расстоя­ния между колоннами поперек здания (размеры пролетов) назначают­ся в соответствии с укрупненным модулем, кратным 6 м (иногда 3 м); для производственных зданий l=18, 24, 30, 36 м и более. Расстояния между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) также при­нимают кратными 6 м. У торцов зданий колонны обычно смещаются с мо­дульной сетки на 500 мм для возможности использования типовых ог­раждающих плит и панелей с номинальной длиной 6 или 12 м. Смеще­ние колонн с разбивочных осей имеет и недостатки, поскольку у торца здания продольные элементы стального каркаса получаются меньшей длины, что приводит к увеличению типоразмеров конструкций. При больших размерах здания в плане в элементах каркаса могут возникать большие дополнительные напряжения от изменения темпера­туры. Поэтому в необходимых случаях здание разрезают на отдельные блоки поперечными и продольными температурными швами. Наиболее распространенный способ устройства поперечных темпе­ратурных швов заключается в том, что в месте разрезки здания ставят две поперечные рамы (не связанные между собой какими-либо продоль­ными элементами), колонны которых смещают с оси на 500 мм в каж­дую сторону, подобно тому как это делают у торца здания.

Дата добавления: 2015-09-01