1.) Исходные данные:

Район строительства г. Тверь.

Длина здания 72м. шаг ферм 6м.

Тип покрытия: профилированный стальной лист по прогонам.

Материал конструкции сталь 18Гпс.

F_kr.max=37,1кН;

F_kr.min=3,5кН;

H=3,5м.

I=1/9;

H_k=7м;

h_заг.=0,7м;

2. Компановка каркаса здания:

а) Разбивка колонн. Привязка колон 250мм (по бокам) с торца 500 мм. На рисунке №1.

б) Компановка поперечной рамы.

Поперечная рама каркаса состоит из колон с постоянным по высоте сечением, жестко заделанных в фундаменте и стропильных ферм жестко соединенных с колонами. Пояса ферм в поперечном сечении состоят из равнополочных уголков. См. Рис.№2.

в) Связи:

Основное назначение связей это обеспечение пространственной неизменяемости. Связи между фермами воспринимают горизонтальные нагрузки от ветра и крана. ( перпендикулярные нагрузки плоскости ферм).

Горизонтальные связи в плоскости верхних поясов ферм состоят оз раскосов и распорок. Они обязательны во всех случаях. Их распологают между крайними парами ферм. Горизонтальные связи по нижним поясам ферм устанавливают в здании с кранами. Связи видно на рисунке №2 связи показаны пунктиром.

Вертикальные связи между фермами распологают в плоскости опорных стоек ферм и в плоскости средних стоек ферм. Вертикальные связи между колонами устанавливают посередине здания. Рис.№3.

2. Определяем х-ки материала конструкции Ст18Гпс.

Табл. №1

Марка стали	Вид проката	толщина	Ry(МПа)	Rs(МПа)	Rwf(МПа)	Rwz(МПа)
1	2	3	4	5	6	7
18Гпс.	Фасон	4…..20	240	139	180	167
	Лист	4….20	230	133	180	167
		21….30	220	128	180	167

2. Определение нагрузок действующих на каркас.

а) Постоянные нагрузки см табл №2.

Табл №2.

№	Состав нагрузки	Нормативная нагр в кПа	f	Расчетная нагрузка в кПа
1.	Гидроизоляционный ковер 3 слоя рубероида	0,1	1,3	0,13
2.	Асфальтовая стяжка h=2см =18кН/м^3	0,36	1,3	0,47
3.	Утеплитель пенополестерол h=0,1м =0,5кН/м^3	0,05	1,3	0,065
4.	Пароизоляция, пергамин 3 слоя	0,05	1,3	0,07
5.	Профилированный стальной лист по прогонам t=0,8мм	0,12	1,05	0,126
6.	Собственная масса М.К.	0,25	1,05	0,26
7.	Связи	0,04	1,05	0,042
8.	Прогон	0,08	1,05	0.085
Итого:		q0 =1,050		q =1,248

Расчетная погонная нагрузка на ферму.

б) Временные нагрузки:

По ветру г.Тверь-зона №1

Поснегу зона №3

Снеговая нагрузка определяется по СниП2.01.07-85 табл.№4

S₀=1кПа-нормативный вес снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности.

Ветровая нагрузка.

Расчетные погонные нагрузки на поперечные рамы зданий от активного давления W и отсоса W^/.

Ветровую нагрузку действующую от низа ригеля до его верха заменяем одной силой и прикладываем в верхнем узле.

Нормальную горизонтальную нагрузку от торможения крана вычисляют по ф-ле.

Поперечая расчетная схема рамы.

Принимаем:

Статический расчет рам.

Вес конструкции:

Снеговая нагрузка:

Ветровая нагрузка (активная):

Ветровая нагрузка (отсос):

Сосредоточенная нагрузка:

Крановая вертикальная нагрузка:

Торможение крана:

От веса стеновых панелей и от собственного веса:

Полученные данные заносим в таблицу №2.

T.№ 2.

Вид нагрузки	Коэф. Сочет. 	Сечения
		1-1			2-2			3-3			4-4
		М (кНм)	N (кН)	Q (кН)	М (кНм)	N (кН)	Q (кН)	М (кНм)	N (кН)	Q (кН)	М (кНм)	N(кН)	Q (кН)
Постянная:	1
a)От веса шатра		35,867	-89,856	-13,974	35,867	-89,856	13,974	-71,734	-89,856	-13,974	-71,734	-89,856	13,974
б)От веса стен.панел. и колонн		-	-86,104	-	-	-86,104	-	-	-20,304	-	-	-20,304	-
Снеговая	1	40,236	-100,80	-15,676	40,236	-100,80	15,676	-80,471	-100,80	-15,676	-80,471	-100,80	15,676
	0,9	36,212	-90,72	-14,108	36,212	-90,72	14,108	-72,423	-90,72	-14,108	-72,423	-90,72	14,108
Ветровая (активн)	1	-49,708	2,638	11,184	44,047	-2,638	9,682	34,391	2,638	-1,878	-32,882	-2,638	1,217
	0,9	-44,73	2,374	10,066	39,667	-2,374	8,714	30,952	2,374	-1,686	-29,593	-2,374	0,924
Крановая Вертикальн.	1	7,480	-27,825	-3,245	4,079	-9,275	3,245	-7,782	-27,825	-3,245	-7,027	-27,825	3,245
	0,9	6,732	-25,043	-2,921	3,671	-8,348	2,921	-7,003	-25,065	-2,921	-6,324	-25,065	2,931
Крановая (Торможен.)	1	-3,928	0,327	1,021	3,928	-0,327	1,021	3,928	0,327	1,021	-3,928	-0,327	1,021
	0,9	-3,535	0,294	0,919	3,535	-0,294	0,919	3,535	0,294	0,919	-3,535	-0,294	0,919

T.№ 3.

Сочетания нагрузок	Сечения
	1-1			2-2			3-3			4-4
	М (кНм)	N (кН)	Q (кН)	М (кНм)	N (кН)	Q (кН)	М (кНм)	N (кН)	Q (кН)	М (кНм)	N(кН)	Q (кН)
Пост+0,9(снег+ветер)	27,35	-264,30	-18,02	111,75	-269,05	36,79	-113,21	-198,51	-29.77	-173,75	-112,53	29,01
Пост+0,9(снег+кран)	75,27	-291,42	-30,08	79,28	-275,32	31,92	-147,63	-85,09	-30,084	-173,75	-135,52	31,93
Пост+0,9(ветер+ кран)	-12,39	-198,33	-5,91	82,74	-186,97	26,53	-44,25	-132,56	-17,66	-111,19	-137,89	18,75
Пост+0,9(снег+ ветер+кран)	30,55	-301,7	-20,02	118,95	-277,69	37,72	-116,67	-226,04	-31,77	-183,61	-228,61	32,86

Расчет прогонов:

Прогон расположен на наклонной плоскости и работает на косой изгиб. Расчет прогонов производим на нагрузку от веса кровли и снега.

Погонную нагрузку определяем по формуле:

Подбор сечения прогона:

Принимаем

По сортаменту подбираем швеллер № 27.

Проверка подобранного сечения:

Полученное напряжение меньше допустимого на 4,6%

Принимаем швеллер № 27.

Прогиб прогона проверяем в плоскости наибольшей жесткости.

Расчет стропильных ферм.

Усилия в стержнях фермы будем определять с помощью диаграммы Максвела – Кримона. См.Рис№1 и №2.

Полученные данные заносим в таблицу № 4.

Табл. 4

Наименование стержня	Обозначение стержня	Усилия от единичной силы F=1			Усилия от постоянной нагрузки Fq=22,6кН	Усилия от снегово н-ки Fs=25,2кН		Усилия от Fkr=20,3кН		6+8+ +10
		Слева	Справа	сдвух
Верхний пояс	II-1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	III-1	-4,25	-2,50	-6,75	-152,55	-170,10	-153,09	-43,14	-38,82	-344,46
	IV-1	-4,25	-2,25	6,50	-146,90	-163,80	-147,42	-43,14	-38,82	-333,14
	V-1	-3,50	-3,49	-6,99	-158,2	-176,40	-158,76	-34,51	-31,06	-348,02
Нижний пояс	2-VII	3,0	1,2	4,2	94,94	105,84	95,25	24,36	21,92	212,11
	5-VII	4,3	2,85	7,15	161,59	180,18	162,16	38,57	34,71	358,46
Раскосы	1-2	-3,9	-1,55	-5,45	-123,17	-137,34	-123,61	-40,6	-36,54	-283,32
	2-3	1,6	1,6	3,2	72,32	80,64	75,57	23,34	21,01	168,90
	4-5	-0,05	-1,1	-1,15	-25,99	-28,98	-26,08	6,59	5,94	-46,13
	5-6	-4,3	1,2	-3,1	-70,06	-78,12	-70,31	-5,075	-4,57	-144,94
Стойки	3-4	-1,05	0	-1,05	-23,73	-26,46	-23,81	0	0	-47,54
	6-7	0,3	0	0,3	6,78	7,56	6,80	8,12	7,3	20,88

Подбор сечения стержней фермы.

1. Верхний пояс:

Проверка гибкости на период монтажа:

2. Нижний пояс:

3. Опорный раскос:

4. Раскос 2-3:

5. Раскос 4-5:

6. Раскос 5-6:

7. Стойка 3-4:

8. Стойка 6-7:

Полученные данные заносим в таблицу № 5.

Табл. №6 Подбор сечений стержней фермы.

Наименование стержня	Обозначение стержня	Расчетное усилие, кН	Тип и размеры сечения	Площадь сечения, А, см^2	Расчетная длина, см		Радиус инерции, см		Гибкость			c	, Мпа	Принятое сечение
					lx	ly	ix	iy	x	y
Верхний пояс	II– 1
	III– 1
	IV– 1
	V– 1	-348,02	1001007	13,8	300	300	3,08	1,98	97,4	---	0,560	1	221,2	1001007
Нижний пояс	VII– 2
	VII– 5	358,46	70706	8,15	300	300	2,15	1,38	139,5	---	---	1	219,9	70706
Раскосы	1 – 2	-283,32	1101107	15,2	390	390	3,4	2,19	114,7	---	0,450	1	227,3	1101107
	2 – 3	168,90	50505	4,8	390	390	1,53	0,98	254	---	---	1	175,9	70706
	4 – 5	-46,13	80807	10,8	348,8	436	2,45	1,58	142,2	---	---	0,8	42,7	90907
	5 – 6	-144,94	90907	12,3	348,8	436	2,77	1,78	125,92	---	0,386	0,8	190,8	90907
Стойки	3 – 4	-47,54	56565	5,41	226,4	283	1,72	1,1	131,62	---	---	0,8	439,3	70706
	6 – 7	-20,88	50505	4,8	350	350	1,92	0,98	10,87	---	---	0,8	21,7	70706