Компоновка рамы по вертикали

Полезную высоту здания H_o принимаем в соответствии с технологическим заданием и архитектурными требованиями: H_o= 7000 мм.

    Высота колонны от низа базы до нижнего пояса фермы:

H = H_o + H_b= 7000 + 400 = 7400 мм.

    Участок в пределах высоты опорной части ригеля принимаем:

h_r0 = 700 мм.

    Высоту ригеля для пролета А - Б принимаем:

h_r = (1/12)*L = 2000 мм.

    Высота колонны от низа базы до опорной стойки ригеля:

H= H_o + H_b + h_r - h_r0 = 7000 + 400 + 2000 - 700 = 8700 мм. Принимаем H = 9000 мм (кратно 0,6 м).

Компоновка рамы по горизонтали

Высоту сечения колонн в плоскости рамы назначаем из условия жесткости, ориентировочно принимаем:

h = (1/30)*H = (1/30) * 9000 = 300 мм.

Расчет и проектирование стропильной

Фермы

Сбор нагрузок на ферму

Данные по нагрузкам представлены в таблице 2.1 «Нагрузки, действующие на стропильную ферму.

Таблица 2.1 – Нагрузки, действующие на стропильную ферму

№п/п	Наименование	Нормативная	γf	Расчетная
1     2.1 2.2     3.1 3.2	1. Постоянная, кН/м Собственный вес конструкции Итого: 2.Постоянная узловая, кН Прогоны (швеллеры №24) Кровля: - профилированный настил (Н75-750-0,8) - минераловатный утеплитель - полимерная мембрана Итого: 3.Кратковременная, кН Снеговая Вес людей в зонах обслуживания Итого:	0,75     1,41     0,1 0,58 0,02     1 1	1,05     1,05     1,3 1,3 1,3     1,4 0,7	0,79 0,79   1,48     0,13 0,75 0,026 2,4   1,4 0,7 2,1

Определение усилий

Расчетные усилия в стержнях фермы определяем с помощью автоматизированного проектно-вычислительного комплекса SCAD. Материал фермы сталь С245: кН/см². Верхний и нижний пояса проектируем без изменения сечения.

Сечения поясов и решетки принимается из стальных гнутых замкнутых сварных профилей по [26].

Расчет ведется без учета увеличения несущей способности из-за наклепа.

      Рисунок 2.2 - Эпюры усилий в ферме

Подбор сечения стержней

Расчет верхнего пояса фермы:

     Усилие кН: ; ; ; ; - для верхнего пояса. Задаемся гибкостью . Тогда .

см².

Принимаем сечение Гн. □ 180×140×7 с A = 41,16 см², i_x =6,73 см, i_y =5,55. ;

;

;

;

;

.

Условие соблюдается.

Проверка устойчивости стержня:

.

Устойчивость обеспечена. Принимаем сечение верхнего пояса Гн. □ 180×140×7.

  Расчет нижнего пояса фермы:

Усилие кН: ; ; м;  - для нижнего пояса.

см².

Принимаем сечение Гн.□ 140×6 с A=31,23 см², i_x =5,43 см, i_y =5,43 см.

Отношение высоты стенки к ее толщине:

 не превышает предельную величину.

Гибкость стержня:

.

Условие соблюдается.

Проверка прочности сечения на растяжение:

  .

Прочность обеспечена.

Проверяем гибкость стенки:

.

Условие выполняется. Окончательно принимаем сечение нижнего пояса Гн.□ 140×6.

Расчет раскосов:

    Раскос Р15 – сжатый, кН: ; ; ; ; .

Задаемся гибкостью . Тогда согласно .

см².

Принимаем сечение Гн. □ 100×4 с A = 14,95 см², i_x =3,83 см, i_y =3,83 см.

;

;

;

;

;

.

Условие соблюдается.

Проверка устойчивости стержня.

.

Устойчивость обеспечена.  Принимаем сечение раскоса Гн. □ 100×4.

Раскос Р16 – растянутый, кН:  ; ; ; м.

см².

Принимаем сечение Гн.□ 100×4 с A=14,95 см², i_x =3,83 см, i_y =3,83 см.

Отношение высоты стенки к ее толщине:

 не превышает предельную величину.

Гибкость стержня:

;

Условие соблюдается.

   Проверка прочности сечения на растяжение:

.

Прочность обеспечена.

   Проверяем гибкость стенки:

.

Условие выполняется. Окончательно принимаем сечение раскоса Гн.□ 100×4.

       Дальнейшие расчеты стержней проводим аналогично расчету сжатого и растянутого стержня Р15 и Р16. Результаты расчета сводим в таблицу 2.2 «Расчетные усилия и подбор сечения».

Таблица 2.2 – Расчетные усилия и подбор сечений

Часть фермы

№ стержня

Расчётные усилия

Сечение по расчету

Принятое сечение

Площадь сечения, см2

Расчётная длина, м

Радиус инерции

Гибкость

Предельная гибкость

φmin

γc

Проверка сечения

В плоскости

Из плоски

ix

iy

λ x

λ y

[ λ x ]

[ λ y ]

на прочность кН/см2

на устойч-ть, кН/см2

 

Продолжение таблицы 2.2

Верхний пояс	В5	-627,45	Гн.□180×140×7	Гн.□180×140×7	41,16	3,00	3,00	6,73	5,55	44,6	54,1	134	134	0,824	1	---	18,5<24
Нижний пояс	Н4	626,1	Гн.□140×6	Гн.□140×6	31,23	3,00	3,00	5,43	5,43	55	55	400	400	---	0,95	20,1<22.8	---
Раскосы	Р1	208,95	Гн.□80×4	Гн.□100×4	14,95	2,50	2,50	3,83	3,83	80	80	400	400	---	0,95	17,8<22,8	---
	Р2	-207,97	Гн.□100×4	Гн.□100×4	14,95	2,46	2,46	3,83	3,83	54	54	132	132	0,825	1	---	16,9<24
	Р3	154,7	Гн.□60×3	Гн.□100×4	14,95	2,46	2,46	3,83	3,83	80	80	400	400	---	0,95	13,2<22,8	---
	Р4	-156,18	Гн.□80 ×4	Гн.□100×4	14,95	2,41	2,41	3,83	3,83	63	63	147	147	0,79	1	---	13,2<24
	Р5	100,85	Гн.□40×4	Гн.□100×4	14,95	2,41	2,41	3,83	3,83	80	80	400	400	---	0,95	8,6<22,8	---
	Р6	-100,75	Гн.□60 ×4	Гн.□100×4	14,95	2,38	2,38	3,83	3,83	62	62	159	159	0,8	1	---	7,2<24

 

Продолжение таблицы 2.2

	Р7	43,36	Гн.□40×2	Гн.□100×4	14,95	2,38	2,38	3,83	3,83	80	80	400	400	---	0,95	3,7<22,8	---
	Р8	-42,87	Гн.□40×3	Гн.□100×4	14,95	2,35	2,35	3,83	3,83	61	61	171	171	0,80	1	---	3,6<24
	Р9	-16,9	Гн.□40×3	Гн.□100×4	14,95	2,35	2,35	3,83	3,83	61	61	177	177	0,80	1	---	1,4<24
	Р 10	18,15	Гн.□40×2	Гн.□100×4	14,95	2,30	2,30	3,83	3,83	80	80	400	400	---	0,95	1,55<22,8	---
	Р 11	-80,15	Гн.□40 ×4	Гн.□100×4	14,95	2,30	2,30	3,83	3,83	60	60	163	163	0,805	1	---	6,7<24
	Р 12	82,31	Гн.□40×4	Гн.□100×4	14,95	2,26	2,26	3,83	3,83	80	80	400	400	---	0,95	7<22,8	---
	Р 13	-146,76	Гн.□80 ×3	Гн.□100×4	14,95	2,26	2,26	3,83	3,83	59	59	150	150	0,81	1	---	12,1<24
	Р14	149,01	Гн.□60×4	Гн.□100×4	14,95	2,23	2,23	3,83	3,83	80	80	400	400	---	0,95	12,68<22,8	---
	Р15	-217,2	Гн.□100×4	Гн.□100×4	14,95	2,23	2,23	3,83	3,83	56,1	56,1	136	136	0,823	1	---	17,65<24

 

 

Продолжение таблицы 2.2

Р16

222,59

Гн.□80×4

Гн.□100×4

14,95

2,15

2,15

3,83

3,83

56,1

56,1

400

400

---

0,95

18,94<22,8

---