Расчетные характеристики материалов
Бетон тяжелый класса В40:
= 22,0 МПа; 
= 1,4 МПа; 
= 29,0 МПа; 
= 2,1 МПа;
= 32500 МПа.
Канаты класса К-7 диаметром 15 мм:
= 1080 МПа; 
= 1295 МПа; 
= 180000 МПа.
Арматура класса А-III диаметром 6-8 мм:
= 355 МПа; 
= 285 МПа; = 200000 МПа.
Арматура класса А-III диаметром 10-40 мм:
= 365 МПа; = 290 МПа.
 |
 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК И УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ ФЕРМЫ
Нагрузка на ферму от плит покрытия передается в виде сосредоточенных сил в узлах фермы.
В соответствии с рекомендациями [5] рассматриваем три схемы загружения (см. рис. 4):
n загружение фермы постоянной нагрузкой, включающей вес кровли, плит покрытия и собственный вес фермы;
n загружение фермы снеговой нагрузкой по полному пролету;
n загружение фермы снеговой нагрузкой на половине пролета.
Для схем загружения снеговой нагрузкой рассматриваются случаи, когда снеговая нагрузка приложена кратковременно в полном объеме и длительно в неполном объеме [4].
Постоянная и снеговая нагрузка приведена в табл. 1. Расчетные нагрузки определены с учетом коэффициента надежности по назначению 
= 0,95.
Грузовая площадь при определении узловой нагрузки 3 
12 = 36м 
.
 |
Рис. 4. Расчетные схемы фермы
I полное загружение постоянной нагрузкой
II полное загружение снеговой нагрузкой (снег - 1)
III загружение снеговой нагрузкой на половине пролета (снег - 2)
НАГРУЗКА НА ФЕРМУ
Таблица 1
| Вид нагрузки | Нагрузка кН | Коэфф. надежности по нагр. gf | Расчет-ная нагруз-ка кН | ||||
| Нормативная | gn=0,95 | ||||||
| Вес элементов покрытия: | |||||||
| три слоя рубероида на мастике; | 0,15х36=5,4 | 5,13 | 1,3 | 6,67 | |||
| цементная стяжка 20 мм (g= 22000 Н/м3); | 0,44х36=15,84 | 15,05 | 1,3 | 19,56 | |||
| утеплитель - пенобетон 120 мм (g=5000 Н/м3); | 0,6х36=21,6 | 20,52 | 1,2 | 24,62 | |||
| обмазочная пароизоляция; | 0,05х36=1,8 | 1,71 | 1,3 | 2,22 | |||
| ж/б плиты покрытия 3х12 с учетом замоноличивания швов (вес 68кН) | 64,6 | 1,1 | 71,06 | ||||
| Ферма (вес фермы - 170 кН). |  | 20,19 | 1,1 | 22,21 | |||
| Постоянная (G) | 133,89 | 127,2 | 146,34 | ||||
| Снеговая (V), | 60,48 | 57,45 | 1/0,7 | 82,08 | |||
| в т.ч. длительная | 30,24 | 28,72 | 1/0,7 | 41,04 | |||
| Полная, | 187,89 | 178,5 | 218,16 | ||||
| в т.ч. длительная | 160,89 | 152,85 | 182,25 | ||||
Снеговая нагрузка принята с коэффициентом перехода от веса снегового покрова земли 
к снеговой нагрузке на покрытие согласно [4] 
= 1, т.к.
/8f= 23940/8×3385=0,884 » 1
S=2,4 кН/м - расчетная нагрузка для IV снегового района [4].
= 2,4×1×36= 54 кН
Статический расчет фермы выполнен по программе “ФЕРМА” на IBM PC 286.
Тангенсы углов наклона верхнего пояса:
.= 
Усилия в элементах фермы от нормативных нагрузок см. табл. 2, от расчетных - см. табл.4.
В таблицах знак “+” соответствует растяжению, знак “-“ - сжатию.
 |
Суммарные усилия в элементах фермы от действия постоянной и кратковременной нагрузок и от постоянной и длительной снеговой нагрузок приведены в табл. 6.
В случае, когда загружение снеговой нагрузкой может вызвать усилия, противоположные по знаку усилиям, вызываемым постоянной нагрузкой, последние вводятся в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке 
<1. Например, для элемента 8-9 при среднем коэффициенте надежности по нагрузке для постоянной нагрузки 63,2/55=1,15 суммарное усилие от постоянной и кратковременной снеговой нагрузок (графа 9) находится путем суммирования усилия от постоянной нагрузки (графа 2) и = 1-0,15=0,85 и усилия от снеговой нагрузки (графа 5) при >1, т.е. -55×0,85+58=11,25 кН.
Усилия в элементах фермы
таблица 2
| Элемент | Длина | Пост. | Снег-1 | Снег-2 | М - 1 | М - 2 |
| 4-6 | -873.3 | -352.2 | -235.8 | 0.0 | 0.0 | |
| 6-8 | -828.6 | -334.2 | -223.7 | 0.0 | 0.0 | |
| 8-10 | -883.7 | -356.4 | -178.2 | 0.0 | 0.0 | |
| 10-12 | -883.7 | -356.4 | -178.2 | 0.0 | 0.0 | |
| 12-14 | -828.6 | -334.2 | -110.5 | 0.0 | 0.0 | |
| 14-16 | -873.3 | -352.2 | -116.5 | 0.0 | 0.0 | |
| 1-3 | 777.0 | 313.4 | 224.7 | 0.0 | 0.0 | |
| 3-5 | 777.0 | 313.4 | 224.7 | 0.0 | 0.0 | |
| 5-7 | 916.4 | 369.6 | 222.3 | 0.0 | 0.0 | |
| 7-9 | 916.4 | 369.6 | 222.3 | 0.0 | 0.0 | |
| 9-11 | 916.4 | 369.6 | 147.3 | 0.0 | 0.0 | |
| 11-13 | 916.4 | 369.6 | 147.3 | 0.0 | 0.0 | |
| 13-15 | 777.0 | 313.4 | 88.7 | 0.0 | 0.0 | |
| 15-17 | 777.0 | 313.4 | 88.7 | 0.0 | 0.0 | |
| 1-4 | -895.5 | -361.1 | -259.0 | 0.0 | 0.0 | |
| 4-5 | 52.8 | 21.3 | -2.9 | 0.0 | 0.0 | |
| 5-8 | -132.9 | -53.6 | -0.2 | 0.0 | 0.0 | |
| 8-9 | -55.0 | -22.2 | -64.5 | 0.0 | 0.0 | |
| 9-12 | -55.0 | -22.2 | 42.3 | 0.0 | 0.0 | |
| 12-13 | -132.9 | -53.6 | -53.4 | 0.0 | 0.0 | |
| 13-16 | 52.8 | 21.3 | 24.2 | 0.0 | 0.0 | |
| 16-17 | -895.5 | -361.1 | -102.2 | 0.0 | 0.0 | |
| 5-6 | 68.7 | 27.7 | 1.6 | 0.0 | 0.0 | |
| 9-10 | 78.2 | 31.5 | 15.8 | 0.0 | 0.0 | |
| 13-14 | 68.7 | 27.7 | 26.1 | 0.0 | 0.0 |
Опорные реакции
таблица 3
| Узел | Пост. | Снег-1 | Снег-2 | М - 1 | М - 2 |
| -445.2 | -179.5 | -128.7 | 0.0 | 0.0 | |
| -445.2 | -179.5 | -50.8 | 0.0 | 0.0 |
2010.5.8 IBM PC - "FERMA"
Усилия в элементах фермы
таблица 4
| Элемент | Длина | Пост. | Снег-1 | Снег-2 | М - 1 | М - 2 |
| 4-6 | -1000.7 | -493.1 | -326.6 | 0.0 | 0.0 | |
| 6-8 | -953.3 | -467.9 | -309.9 | 0.0 | 0.0 | |
| 8-10 | -1016.7 | -499.0 | -244.2 | 0.0 | 0.0 | |
| 10-12 | -1016.7 | -499.0 | -244.32 | 0.0 | 0.0 | |
| 12-14 | -953.3 | -467.9 | -151.4 | 0.0 | 0.0 | |
| 14-16 | -1004.7 | -493.1 | -159.6 | 0.0 | 0.0 | |
| 1-3 | 893.9 | 438.7 | 312.0 | 0.0 | 0.0 | |
| 3-5 | 893.9 | 438.7 | 312.0 | 0.0 | 0.0 | |
| 5-7 | 1054.3 | 517.4 | 306.9 | 0.0 | 0.0 | |
| 7-9 | 1054.3 | 517.4 | 306.9 | 0.0 | 0.0 | |
| 9-11 | 1054.3 | 517.4 | 201.8 | 0.0 | 0.0 | |
| 11-13 | 1054.3 | 517.4 | 201.8 | 0.0 | 0.0 | |
| 13-15 | 893.9 | 438.7 | 121.5 | 0.0 | 0.0 | |
| 15-17 | 893.9 | 438.7 | 121.5 | 0.0 | 0.0 | |
| 1-4 | -1030.2 | -505.6 | -359.5 | 0.0 | 0.0 | |
| 4-5 | 60.7 | 29.8 | -4.8 | 0.0 | 0.0 | |
| 5-8 | -152.9 | -75.0 | 1.3 | 0.0 | 0.0 | |
| 8-9 | -63.2 | -31.0 | -91.5 | 0.0 | 0.0 | |
| 9-12 | -63.2 | -31.0 | 58.0 | 0.0 | 0.0 | |
| 12-13 | -152.9 | -75.0 | -73.1 | 0.0 | 0.0 | |
| 13-16 | 60.7 | 29.8 | 33.1 | 0.0 | 0.0 | |
| 16-17 | -1030.2 | -505.6 | -140.0 | 0.0 | 0.0 | |
| 5-6 | 79.0 | 38.8 | 1.4 | 0.0 | 0.0 | |
| 9-10 | 90.0 | 44.32 | 23.9 | 0.0 | 0.0 | |
| 13-14 | 79.0 | 38.8 | 35.8 | 0.0 | 0.0 |
Опорные реакции
таблица 5
| Узел | Пост. | Снег-1 | Снег-2 | М - 1 | М - 2 |
| -512.2 | -251.4 | -478.7 | 0.0 | 0.0 | |
| -512.2 | -251.4 | -69.6 | 0.0 | 0.0 |
2010.5.8 IBM PC - "FERMA"