Расчет ферм

Определение нагрузок

Стропильные фермы рассчитываются на следующие виды нагрузок, передающихся на них в виде сосредоточенных сил в узлах:

  1. на постоянную нагрузку от веса кровли и собственного веса конструкций;
  2. на временную нагрузку от снега, ветра, подвесного подъемно-транспортного оборудования и др.

Эти нагрузки в большинстве являются равномерно распределенными.

Равномерно распределенную нагрузку подсчитывают сначала на 1 м2, затем определяют грузовую площадь, приходящуюся на один узел, после чего находят сосредоточенную силу, действующую на каждый узел фермы:

Формула (4.VII)

где qi — нормативная (эксплуатационная) равномерно распределенная нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции;

ni — коэффициент перегрузки соответствующей нагрузки;

d — длина панели пояса фермы, к которому приложена нагрузка;

b — расстояние между фермами (шаг ферм).

При крутых уклонах кровли нагрузку от собственного веса кровли следует принимать равной qкр = gкр/cos α.

Нагрузка от собственного веса стропильных ферм, связей, прогонов и фонарей, отнесенная к 1 м2 площади здания, может быть определена по табл. 49.

Вес остекления принимается равным 35 кг на 1 м2 остекленной поверхности. Нагрузка от снега принимается в соответствии со СНиП (II. Б-1, § 4). При этом снег, как правило, считается распределенным по всей площади покрытия.

Иногда при расчете стропильных ферм учитывают возможность одностороннего расположения снега (на половине пролета фермы), что дает для средних раскосов большие усилия и может даже изменить знак усилия.

Но так как сечение средних раскосов вследствие относительно малых усилий в них чаще всего назначают по конструктивным соображениям (по гибкости), то надобность в учете такого расположения снеговой нагрузки в большинстве случаев практически отпадает. Нагрузка от ветра учитывается в фермах только при угле наклона верхнего пояса больше 30° и относится к дополнительному сочетанию нагрузок.

Определение усилий в элементах ферм

Основным допущением при расчете ферм является предположение, что все стержни соединены в узлах шарнирно.

Это допущение возможно обычно при малых соотношениях между высотой сечения стержня h и его длиной l (h/l ≤ 1/10)

Определение усилий в элементах стропильных ферм от неподвижной нагрузки проще всего производить графическим методом путем построения диаграмм Максвелла — Кремоны, как для статически определимой фермы. Возможно также определение усилий аналитическим путем.

При беспрогонном решении покрытия верхний пояс стропильных ферм, кроме сжимающих усилий, может подвергаться также и местному изгибу от опирания крупнопанельной плиты в середине панели. Рассматривая верхний пояс как неразрезную балку, опирающуюся на упруго оседающие опоры (узлы фермы), можно выявить разгружающее влияние опорных моментов на моменты в середине панели.

Произведенные расчеты показали, что это влияние не велико. Поэтому в первой панели длиной d момент от местной нагрузки Рм обычно определяется как в разрезной балке:

Формула

В остальных панелях разгружающее влияние может учитываться введением коэффициента 0,9:

 

Формула

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов