3. Расчет предварительно напряженной стропильной конструкции
3.1 Назначение геометрических размеров
Ширину панели принимаем 2 м с таким расчетом, чтобы ребра плит покрытия опирались в узлы верхнего пояса. Высота фермы в середине пролета с учетом типовых форм принята 3450 мм, что составляет Н/L=3,456/28≈1/8. Ширина сечения поясов b=250 мм, высота h = 300 мм, сечение раскосов принято bxh = 250х150 мм.
Рисунок
13 – Схема сегментной фермы.
Подсчет нагрузок.
Таблица 3 – Подсчет нагрузок на стропильную ферму.
|
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка кН/м² |
Коэфф. безопасности по нагрузке |
Расчётная нагрузка кН/м² |
|
Постоянная: от веса покрытия (см. табл. 1) от собственного веса фермы |
2,25 0,98 |
1,35 |
3,039 1,32 |
|
Временная от снега: - кратковременная -длительная
|
3,23
0,84 0,36 |
1,5
|
4,359
1,26 0,54 |
|
Итого |
4,43 |
|
6,159 |
Объем фермы составляет10,98 м3. Масса фермы – 27450 кг. Собственный вес фермы на 1 м длины – 9,8 кН/м.
Так как угол наклона α верхнего пояса в опорном узле составляет 29º, что меньше α=50º, то принимаем интенсивность снеговой нагрузки равномерно распределенной по всему пролету.
3.2 Подсчет узловых нагрузок
При действии постоянной и длительной временной равномерно распределенной нагрузкок (рисунок 14).
Рисунок 14 – Расчетные схемы загружения фермы.
(3.1)
где
-
нагрузка на ферму от постоянной и
длительной нагрузок,
-
шаг ферм,
,
,
Учитывая
незначительную разницу величин
,
для подсчета усилий в элементах фермы
можно принять среднее значениеG:
(3.2)
При действии кратковременной равномерно распределенной нагрузки:
,
(3.3)
Для определения усилий принимаем среднее значение узловой нагрузки:
3.3 Определение усилий в элементах фермы.
Определение усилий в стержнях фермы производим по методу конечных элементов на ПК в программном комплексе “Лира 9,2 – Windows”. Пояснительная записка и усилия и сводная таблица усилий в стержнях фермы приведены в приложении А.
Найденные усилия записывают в таблицу с соответствующим им знаком
Таблица 4 – Усилия в стержнях сегментной фермы от действия узловых нагрузок.
|
Элемент |
Обозначение стержня по расчетной схеме |
Усилия в стержнях фермы | ||
|
От постоянной и длительной нагрузки |
От кратковременной нагрузки |
Полной нагрузки | ||
|
Верхний пояс |
1-2 |
-1133.78 |
-253.839 |
-1387.619 |
|
2-4 |
-1254.74 |
-280.874 |
-1535.614 | |
|
4-5 |
-1238.81 |
-277.308 |
-1516.118 | |
|
5-7 |
-1299.68 |
-288.437 |
-1588.117 | |
|
7-8 |
-1270.68 |
-282.003 |
-1552.683 | |
|
8-10 |
-1286.04 |
-281.089 |
-1567.129 | |
|
10-11 |
-1276.11 |
-278.918 |
-1555.028 | |
|
Нижний пояс |
1-3 |
-217.842 |
-48.3027 |
-266.1447 |
|
3-6 |
69.7679 |
15.0382 |
84.8061 | |
|
6-9 |
89.9370 |
16.1519 |
106.0889 | |
|
9-12 |
94.4913 |
17.9305 |
112.4218 | |
|
Раскосы |
2-3 |
235.587 |
52.6966 |
288.2836 |
|
3-5 |
-111.497 |
-23.5011 |
-134.9981 | |
|
5-6 |
-25.8706 |
-7.84539 |
-33.71599 | |
|
6-8 |
-66.1720 |
-11.3579 |
-77.5299 | |
|
8-9 |
-39.6422 |
-12.9367 |
-52.5789 | |
|
9-11 |
-50.4048 |
-16.9884 |
-67.3932 | |
|
Стойки |
4-3 |
-24.6188 |
-6.54853 |
-31.16733 |
|
7-6 |
72.8995 |
14.9782 |
87.8777 | |
|
10-9 |
74.8044 |
24.8648 |
99.6692 | |
Примечание: “-” – стержень сжат, “+” – стержень растянут.