Особенности расчёта и конструирования стальных ферм



 

Фермой называется стержневая конструкция, у которой концы стержней соединены в узлах и образуют статически неизменяемую систему. Фермы классифицируются по нескольким признакам:

 

- конструктивному решению,

 

- очертанию поясов,

 

- типу решетки,

 

- статической схеме,

 

- типу поперечных сечений.

 

По конструктивному признаку фермы делятся на легкие и тяжелые. К тяжелым фермам относятся решетчатые конструкции, работающие в тяжелых и особых условиях, например: фермы мостов, ангаров, кранов. Часто эти сооружения воспринимают

 

динамические нагрузки, поэтому их проектируют клепаными или с узлами на высокопрочных болтах.

 

Наиболее распространенными в строительстве являются легкие фермы, конструкцию которых будем рассматривать ниже.

 

По очертанию поясов фермы делятся на трапециевидные, треугольные, параболические или сегментные, полигональные, фермы с параллельными поясами.

 

По типу решетки фермы подразделяются на треугольные, треугольные с дополнительными стойками, треугольные со шпренгелями, ромбические, крестовые.

 

Расчетная схема ферм может быть статически определимой и статически неопределимой, что обусловливает выбор конструкции опорного узла, которые бывают шарнирными и жесткими. По типу поперечных сечений различают фермы из одиночных или двух симметрично расположенных уголков, труб, гнутосварных профилей, двутавров, тавров, швеллеров.

 

Фермы разделяются также на стропильные и подстропильные. Конструкции покрытий из ферм в основном применяются:

· при ширине пролетов зданий, м, - 15, 18, 24, 30, 36 и более;

· при шаге стропильных ферм, м, - 4,6 или 12;

· в зданиях однопролетных и многопролетных;

· при опирании ферм на стальные или железобетонные колонны, кирпичные стены, подстропильные фермы.

· в зданиях бесфонарных, с зенитными аэрационными или светоаэрационными фонарями;

· в зданиях без перепадов или с перепадами высот пролетов;

· в зданиях бескрановых, с подвесными или мостовыми кранами любых режимов работы;

· в водоотводах с покрытий неорганизованных и организованных;

· в покрытиях зданий из стального профилированного настила, асбестоцементных или стальных волнистых листов, железобетонных плит, двух - или трехслойных панелей с эффективным утеплителем;

· в производственных зданиях отапливаемых или неотапливаемых.

Схемы ферм достаточно разнообразны и зависят от технологических условий эксплуатации здания, конструкции кровли, технико-экономических и архитектурных соображений. На основе этих данных определяется длина пролета, высота фермы, очертания пояса, величина уклона и т.д. При малоуклонных кровлях применяются фермы трапециевидного очертания для кровли уклоном 5-10% и с параллельными поясами для кровель, не заполняемых водой при уклоне 2,5%, решетка малоэлементная, простой формы. Кровли с большим уклоном проектируются из треугольных ферм или двухскатных с параллельными поясами. В многопролетных зданиях с наружным отводом воды в основном используются односкатные фермы.

При расчете в стропильных фермах определяются усилия в узлах и стержнях ферм в зависимости от нагрузок. На фермы действует несколько нагрузок для каждой, из которой необходимо определять усилия:

постоянная нагрузка, – в которую входит собственный вес фермы, вес прогонов, кровельного покрытия и утеплителя, фонарей, связей по покрытию;

временная нагрузка – от подвесного подьемно-транспортного оборудования, подвесных коммуникаций и оборудования, осветительных установок, вентиляции и т.п., при больших пылевыделениях учитывается нагрузка от пыли;

атмосферные нагрузки – снег, ветер. Снеговые нагрузки при расчете элементов покрытия являются основными, определяющими размеры сечения, особенно при легкой кровле. В некоторых случаях доля снеговой нагрузки в расчетных усилиях достигает 60-70%.

Генеральные размеры ферм – длина и высота. Длина пролета ферм оговаривается в техзадании и определяется эксплуатационными требованиями и компоновкой здания. Оптимальная высота принимается из условия наименьшего веса фермы с учетом обеспечения необходимой жесткости и возможности транспортировки укрупненных элементов, так же высота фермы может назначаться исходя из условия необходимости размещения техкоммуникаций в межферменном пространстве.

 

 

 

Элементы ферм и их классификация по очертаниями поясов и типом решетки:
а - с параллельными поясами; б - полигональные; в - арочные (сегментные) г - треугольные; д - с треугольной решеткой; е - с раскосыми решеткой; есть - с шпренгельных решеткой; ж, з, и - со специальными решетками; 1 - высота на опоре; 2 - наклон пояса; 3 - верхний пояс; 4 - панель верхнего пояса; 5 - высота в пролете; 6 - раскосы; 7 - стойки 8- прогон фермы

 

 

4) Закрепление слабых грунтов

  Искусственное закрепление слабых грунтов, служащих основанием сооружения, выполняют для увеличения их несущей способности. Для упрочения слабых грунтов применяют следующие основные способы: искусственное замораживание, цементацию, битумизацию, силикатизацию, термическое их закрепление и др. Способ искусственного замораживания грунтов применяют для временного замораживания водонасыщенного грунта в основном плывунов. При этом создается слой замороженного грунта, воспринимающий давление окружающего грунта и напор подземных вод. Замораживание выполняют с помощью холодильной установки, подающей хлористый кальций или другой охлаждающий раствор в замораживающие колонки, погруженные в грунт по периметру разрабатываемого котлована через 1—3 м. Во время циркуляции охлаждающего раствора грунт, охлаждаясь, постепенно замерзает, образуя толщу замороженного слоя. Процесс замораживания грунта продолжается несколько недель. После окончания работ грунт медленно оттаивает. Способ цементации состоит в нагнетании под давлением 2,5—10 МП а цементного раствора через инъекторы в крупно- и средне-зернистые пески, в трещины скальных пород для уплотнения и улучшения строительных свойств основания сооружения. Способ битумизации применяют для закрепления песчаных и сильно трещиноватых скальных грунтов горячим битумом, который под давлением 500—800 МПа нагнетают в грунт через инъекторы, установленные в пробуренных скважинах. Проникая в тре-шнны и пустоты породы, битум застывает, образует в ней твердые вкрапления. Способ силикатизации используют для закрепления песчаных сухих и водонасыщенных грунтов. Через забитые в грунт трубы нагнетают раствор жидкого стекла (силикат натрия) и хлористого кальция, грунт затвердевает, приобретает дополнительную прочность и свойства водонепроницаемости. Способ термического закрепления применяют для лессовых грунтов. Он состоит в обжиге грунтов горячими газами, образующимися от сжигания жидкого или газообразного топлива в скважинах, пробуренных в толще закрепляемого грунта.

 

Задача

Общие исходные данные для решения задаче:

1. Коэффициент условия работы γS=0,9 (СНиП II-23-81, стр.7, табл.6, п.1)

2. Коэффициент надёжности по назначению здания γη=0,95

3. Материал: сталь марки В Ст 3 пс 6-2 по ГОСТ 8239-72*

4. Модуль упругости прокатной стали Е=2,06·106 МПа (СНиП II-23-81 таб.63,

 Исходные данные  
 1 Тип балочной клетки I
2 Пролёт главной балки l,м 6,8
3 Шаг главных балок а,м 1,6
4 Пролёт вспомогательной балки а, м -
5 Шаг вспомогательных балок в, м -
6 Тип конструкций перекрытия Б
7 Полезная нагрузка (нормативная) q, кН/м2 4
8 Допустимый прогиб I
    250

 

1) Сбор нагрузок на 1 м²

Сбор нагрузок проводится в табличной форме. Нормативная нагрузка на 1м² равна произведению толщины слоя на удельный вес материала (заполняется 3 графы таблицы)

Наименование нагрузок и подсчет Нормативная нагрузка Р, кН/м² Коэффициент надежности по погрузке Расчетная нагрузка, кН/м²
1 Керамическая плитка 0.01*24=0.24 0.24 1.1 0.264
2 Цементная стяжка 0.025*18=0.45 0.45 1.3 0.585
3 Гидроизоляция 0.005*0.37=0.00185 0.0185 1.2 0.0222
4 Железобетонная плита 0.16*20=3.2 3.2 1.1 3.52
5 Полезная нагрузка 4 1.2 4.8
  итого 7,9   9.19

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2029; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!