Файл: 1Техникоэкономическое сравнение вариантов 8 1Расчет сравнительной эффективности применения 8.docx

6. Определение прогибов фермы

Определение прогибов фермы ведем по [11].

Прогиб определяем от нормативной нагрузки по формуле Мора
, (3.88)
где – усилие в i-м стержне от единичной силы P=1;

– усилие в i-м стержне от нагрузки;

– длина i-го стержня;

– площадь i-го стержня.

Проверяем условие жесткости исходя их эстетико-психологического требования, прогиб вычисляем согласно рекомендаций [8] стр. 82 от нормативной постоянной и длительной нагрузок по формуле
=496,3·6+0,3·1260·6 =2977,8+2268=5245,8 Н/м. (3.89)
Результаты расчетов прогиба фермы сведены в таблицу 3.8.
Таблица 3.8 - Расчет прогиба фермы

N, элем.	Ni, Н	Npi, Н	E, МПа	L, м	A, м2
1	2	3	4	5	6	7
1	0,5	6,82E+04	2,10E+11	0,45	0,002786	2,62E-05
2	1,52E-14	1,72E-09	2,10E+11	2	0,002786	8,95E-32
3	1,007	1,16E+05	2,10E+11	2,05	0,001478	0,000772851
4	1,021	1,18E+05	2,10E+11	2,08	0,002786	0,000427391
5	4,28E-06	8,53E+03	2,10E+11	1,02	0,00096	1,84331E-10
6	0,299	2,30E+04	2,10E+11	1,86	0,00096	6,32085E-05
7	1,021	1,18E+05	2,10E+11	1,30	0,002786	0,000267042
8	1,183	1,29E+05	2,10E+11	2,50	0,002786	0,000651089
9	0,176	6,48E+03	2,10E+11	1,86	0,00096	1,04988E-05
10	1,353	1,38E+05	2,10E+11	1,30	0,002786	0,00041576
11	1,78E-15	6,56E+03	2,10E+11	1,73	0,00096	9,9874E-20
12	0,152	2,06E+03	2,10E+11	2,43	0,00096	3,77788E-06
13	1,353	1,38E+05	2,10E+11	1,30	0,002786	0,00041576
14	1,38	1,32E+05	2,10E+11	2,50	0,002786	0,000778971
15	0,108	7,99E+03	2,10E+11	2,43	0,00096	1,04065E-05
16	1,492	1,33E+05	2,10E+11	1,30	0,002786	0,000440584
17	1,15E-07	6,56E+03	2,10E+11	2,44	0,00096	9,10685E-12
18	1,492	1,33E+05	2,10E+11	1,30	0,002786	0,000440584
19	0,101	1,47E+04	2,10E+11	3,06	0,001478	1,46323E-05
20	1,476	1,22E+05	2,10E+11	2,50	0,002786	0,00076946

---

Продолжение таблицы 3.8

1	2	3	4	5	6		7
21	0,078	1,78E+04	2,10E+11	3,06	0,001478		1,36541E-05
22	1,568	1,19E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000415332
23	6,03E-08	9,84E+03	2,10E+11	3,15	0,001478		6,02239E-12
24	0,085	3,10E+04	2,10E+11	2,30	0,00096		3,0078E-05
25	6,69E-08	3,64E+03	2,10E+11	1,75	0,00096		2,1067E-12
26	1,568	1,22E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000424732
27	1,21E-07	6,56E+03	2,10E+11	1,58	0,00096		6,18305E-12
28	1,568	1,22E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000424732
29	1,554	9,79E+04	2,10E+11	5	0,002786		0,001299515
30	0,085	3,58E+04	2,10E+11	2,30	0,00096		3,47114E-05
31	1,568	1,22E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000424732
32	1,21E-07	6,56E+03	2,10E+11	1,58	0,00096		6,18305E-12
33	0,085	3,58E+04	2,10E+11	2,30	0,00096		3,47114E-05
34	6,69E-08	3,64E+03	2,10E+11	1,75	0,00096		2,1067E-12
35	1,568	1,22E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000424732
36	6,03E-08	9,84E+03	2,10E+11	3,15	0,001478		6,02239E-12
37	0,085	3,10E+04	2,10E+11	2,30	0,00096		3,0078E-05
38	0,078	1,78E+04	2,10E+11	3,06	0,001478		1,36541E-05
39	1,568	1,19E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000415332
40	1,476	1,22E+05	2,10E+11	2,50	0,002786		0,00076946
41	0,101	1,47E+04	2,10E+11	3,06	0,001478		1,46323E-05
42	1,15E-07	6,56E+03	2,10E+11	2,44	0,00096		9,10685E-12
43	1,492	1,33E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000440584
44	1,492	1,33E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000440584
45	0,108	7,99E+03	2,10E+11	2,43	0,00096		1,04065E-05
46	0,152	2,06E+03	2,10E+11	2,43	0,00096		3,77788E-06
47	1,38	1,32E+05	2,10E+11	2,50	0,002786		0,000778971
48	1,78E-15	6,56E+03	2,10E+11	1,73	0,00096		9,9874E-20
49	1,353	1,38E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,00041576
50	0,176	6,48E+03	2,10E+11	1,86	0,00096		1,04988E-05
51	1,353	1,38E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,00041576
52	1,183	1,29E+05	2,10E+11	2,50	0,002786		0,000651089
53	0,299	2,30E+04	2,10E+11	1,86	0,00096		6,32085E-05
54	1,021	1,18E+05	2,10E+11	1,30	0,002786		0,000267042
55	6,87E-08	8,52E+03	2,10E+11	1,02	0,00096		2,95876E-12
56	1,007	1,16E+05	2,10E+11	2,05	0,001478		0,000772851
57	1,021	1,18E+05	2,10E+11	2,08	0,002786		0,000427391
58	0,5	6,82E+04	2,10E+11	0,45	0,002786		2,62281E-05
59	0	0	2,10E+11	2,00	0,002786		0
						15 мм

---

Условие жесткости проверим неравенством
(3.90)
Жесткость фермы достаточна.

7. Компоновка поперечной рамы здания

Шаг рам каркаса и ферм покрытия В=6 м, пролет здания L=24м, длина здания l=36м. Высота от уровня чистого пола до низа стропильных ферм Н₀=8,4 м. Сопряжение ферм с колоннами каркаса принято шарнирное.

Схема расположения колонн и стропильных конструкций представлена на рисунке 3.18. Схема поперечной рамы каркаса представлена на рисунке 3.19.


Рисунок 3.18 - Схема расположения колонн и стропильных конструкций


Рисунок 3.19 - Схема поперечной рамы каркаса здания.

8. Статический расчет рамы каркаса

В соответствии с рекомендациями [19], [20] принимаем расчетную схему приведенную на рисунке 3.20.



Рисунок 3.20 - Расчетная схема поперечной рамы каркаса здания
Эпюры моментов от различных нагрузок приведены ниже на рисунках 3.21, 3.22 и 3.33.



Рисунок 3.21 – Эпюры моментов от постоянной нагрузки


Рисунок 3.22 – Эпюры моментов от снеговой нагрузки




Рисунок 3.23 – Эпюры моментов от ветровой нагрузки
Найдем изгибающие моменты в стойках рамы согласно [20] (2.4) по формулам
, (3.91)
Где . (3.92)
. (3.93)
(3.94)
принято как для двутавра 35Ш1.
. (3.95)
. (3.96)
Итоговая эпюра моментов показана на рисунке 3.24.


Рисунок 3.24 - Эпюры моментов колонн

---

Колонна принята по серии [5] марки КБ 84.6-1-К(С) из двутавра 35Ш1.

Расчетный вес колонн определим по формуле
кН. (3.97)
Поверхностная масса стен:

• 
  Вес стеновой панели (21,9 кг/м²), шириной 6 метров, высотой h определим по формулам
  

м, (3.98)
кН. (3.99)

• 
  Вес остекления (35 кг/м²), шириной 6 метров, высотой метра определим по формуле
  

кН. (3.100)
Результаты расчетов сведены в таблицу 3.9. На основании таблицы 3.9 составлена таблица 3.10 с расчетными усилиями в характерных сечениях левой колонны с учетом сочетания нагрузок. При заполнении таблицы 3.10 учитываются следующие правила:

1) Постоянные нагрузки, плюс временные длительные нагрузки, плюс одна кратковременная с коэффициентом сочетаний равном 1;

2) Постоянная и временные длительные нагрузки, плюс не менее двух кратковременных нагрузок, умноженных каждая на коэффициент сочетаний 0,9;

Нагрузки от снега и ветра отнесены к кратковременным.

Расчет нагрузки на верхний обрез фундамента фахверка. Колонна принята по серии [6] из профиля ГН  160х160х4, весом 276 кг. Нагрузки определим по формулам
Н. (3.101)
кНм. (3.102)
кН. (3.103)
Эпюры внутренних усилий фахверковой колонны приведены на рисунке 3.25.

Рисунок 3.25 - Эпюры фахверковой колонны

Таблица 3.9 - Внутренние усилия в сечениях левой стойки рамы, при различных загружениях

№ нагрузки	Вид нагрузки		ψ	Характерные сечения стойки
				Нижняя часть			Верхняя часть
				М, кН·м.	N, кН.	Q, кН.	М, кН·м.	N, кН.	Q, кН.
1	2		3	4	5	6	7	8	9
1	Постоянная		1,0	0	59,1	0	0	38	0
2	Снеговая		1,0	0	123	0	0	123	0
			0,9	0	116,1	0	0	116,1	0
3	Ветровая	Слева	1,0	107	-19,2	26,1	0	-19,2	2,46
			0,9	96,3	-17,3	23,5	0	-17,3	2,21
4		Справа	1,0	92,3	-19,8	17,9	0	-19,8	2,46
			0,9	83,1	-17,3	16,1	0	-17,3	2,21

---

Таблица 3.10- Расчетные усилия в сечениях левой колонны при различных сочетаниях нагрузок

Комбинация усилий	Коэффициент сочетаний	Номера нагрузок и усилий	Характерные сечения стойки
			в нижней части		в верхней
			1-1		2-2
			М, кН·м	N, кН		М, кН·м			N, кН
+М max Nсоотв.	ψ = 1	№ нагрузок	1,3		-
		усилия	107	39,9		-			-
	ψ = 0,9	№ нагрузок	1,2,3		-
		усилия	83,1	157,9		-		-
-М max Nсоотв.	ψ = 1	№ нагрузок	1,4		-
		усилия	92,3	39,3		-		-
	ψ = 0,9	№ нагрузок	1,2,4		-
		усилия	83,1	157,9		-		-
N max +М соотв.	ψ = 1	№ нагрузок	1,2		1,2
		усилия	0	182,1		0		161
	ψ = 0,9	№ нагрузок	1,2,3		1,2,3
		усилия	83,1	157,9		0	141,8
N max -М соотв.	ψ = 1	№ нагрузок	1,4		1,2
		усилия	92,3	39,3		0			161
	ψ = 0,9	№ нагрузок	1,2,4		1,2,3
		усилия	83,1	157,9		0		141,8
N min +М соотв.	ψ = 1	№ нагрузок	1,3		1,4
		усилия	107	39,3		0			18,2
N min -М соотв.	ψ = 1	№ нагрузок	1,4		1,4
		усилия	92,3	39,3		0				18,2
Qmax	ψ = 0,9	№ нагрузок	1,2,3		1,2,3
		усилия	26,1		2,46

---