Расчет стальной фермы покрытия одноэтажного промышленного здания
Конструктивная схема
Провести расчет и подобрать сечения элементов стальной фермы. Пролет фермы – 24 м, шаг ферм в продольном направлении – 6 м. Схема фермы приведена на рис. 40.
Кровля теплая, состоящая из ребристых железобетонных плит размером 3 ´ 6 м, пароизоляции, утеплителя из пенобетонных плит (r = 500 кг/м3) толщиной 120 мм, асфальтобетонной стяжки и четырехслойного пароизоляционного ковра из рубероида и пергамина. Площадка строительства относится к III-му району по весу снегового покрова.
Материал фермы – сталь марки ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71* Ry = 235 МПа. Коэффициент надежности здания по назначению gn = 0.95. Уклон кровли 1/12 (a = 4.48°).
При разработке расчетной модели будем руководствоваться следующими положениями и предпосылками:
1. В расчетную модель каркаса вводим только несущие конструктивные элементы. Нагрузки от покрытия будем приводить к узловым силам.
2. Узлы фермы покрытия и узлы прикрепления элементов связей будем считать шарнирными.
Расчетные нагрузки:
Задаем расчетные значения нагрузок без учета коэффициента сочетаний. Нагрузки от веса несущих конструкций определяются программой автоматически по заданным значениям объемного веса материала. Нагрузки от веса покрытия, фонаря и снеговую нагрузку передаем в виде сосредоточенных сил в узлах фермы.
Постоянные нагрузки:
Нагрузки на покрытие:
Элемент покрытия | Норматив. значение нагрузки кН/м2 (кПа) | Коэф. надежности по нагрузке gf | Расчетное значение нагрузки кН/м2 (кПа) | Номер нагружения |
Гидроизоляция (4 слоя рубероида на битумной мастике) | 0.16 | 1.3 | 0.208 | |
Цементная стяжка (g=20 кН/м3), t = 20 мм | 0.4 | 1.3 | 0.52 | |
Пароизоляция (2 слоя пергамина) | 0.08 | 1.3 | 0.104 | |
Итого (нагружение 2): | 0.48 | 1.3 | 0.832 | |
Утеплитель (пенобетонные плиты g=0.5 кН/м3), t = 130 мм | 0.65 | 1.2 | 0.78 | |
Крупнопанельные железобетонные плиты 3 ´ 6 м | 1.433 | 1.1 | 1.576 |
Величины сосредоточенных сил от постоянной нагрузки[101], действующих на ферму (рис. 40):
Рис. 40 Схема постоянных нагрузок на ферму покрытия.
;
;
;
;
;
;
Снеговые нагрузки
Поскольку в конструкции покрытия отсутствуют светоаэрационные фонари, ходовые мостики и аэрационные устройства по коньку покрытия, а угол наклона скатов меньше 25°, согласно СНиП 2.01.07-85* следует рассматривать только равномерное распределение снеговой нагрузки с коэффициентом .
Расчетное значение веса снегового покрова для III снегового района .
Величина расчетной снеговой нагрузки:
.
Нормативное значение . Коэффициент надежности по нагрузке
.
Рис. 41 Схема снеговых нагрузок на ферму покрытия.
Величины сосредоточенных сил от снеговой нагрузки (записанные в нагружение 5):
;
;