2. Компоновка каркаса производственного здания

5.10 Указания по конструированию колонны

Для увеличения сопротивляемости сквозной колонны скручиванию по длине стержня не реже, чем через 4 м дополнительно устанавливают диафрагмы, прикрепляемые к ветвям колонны и элементам решетки посредством сварки.

Монтажные стыки колонн следует выполнять с фрезерованными торцами. Заводские стыки следует выполнять с полным проваром. В месте прохода в теле верхней части колонны ослабленный участок следует усилить приваркой дополнительных листов.
6 Расчет стропильной фермы
Исходные данные материал фермы сталь ВСт3пс5 по ГОСТ 380-88 с R_y = 240 МПа.
Ввиду симметричности фермы и приложенной нагрузки рассчитываем половину фермы.


6.1 Сбор нагрузок на ферму
Постоянная нагрузка

Таблица 6.1 – Нагрузка от веса конструкций покрытия

Вид нагрузки	Нормативная, кПа	Коэф. надежности по нагрузке	Расчетная, кПа
1 Ограждающие элементы
1.1 Гидроизоляционный ковер из 4 слоев рубероида	0,18	1,3	0,234
2 Несущие элементы кровли
2.1 Стальной плоский лист	0,08	1,05	0,084
3 Металлические элементы покрытия
3.1 Стропильная ферма	0,27	1,05	0,28
3.2 Фонарь	0,12	1,05	0,13
3.3 Связи покрытия	0,06	1,05	0,063
3.4 Прогоны	0,12	1,05	0,126
	q^нкр=0,83		qр=0,916

Расчетная нагрузка от веса кровли g^н _кр, кН/м², без учета веса фонаря / 2 /

, (6.1)
.
Определяем вес фонаря g_фн, кН/м², по формуле / 2 /
, (6.2)
,
где gⁿ_фн - нормативный вес фонаря, кН/м²; gⁿ_фн= 0,12кН/м².

Определяем вес бортовой стенки и остекления на единицу длины стенки g_б,ст, кН/м, по формуле / 2 /:

, (6.3)
.
где gⁿ_б,ст - нормативный вес стенки фонаря, кН/м; gⁿ_б,ст= 2кН/м;
Вес конструкций фонаря учтем в местах его опирания на ферму.
Определим силы F_i, кН, в узлах фермы, причем силы F₀ и F₁₃ приложены к колоннам и в расчете не учитываются (рисунок 6.1):
, (6.4)
где d_і - длина панели, примыкающей к рассматриваемому узлу, м,
g_ф= 0,343 кН/м² – вес фермы и связей на 1 м² горизонтальной проекции кровли,
g_кр= 0,79 кН/м² – вес кровли,
β – угол наклона верхнего пояса к горизонту,
b – расстояние между фермами.
;
;

;
.

Рисунок 6.1 – Постоянная нагрузка на ферму.

Определяем опорные реакции R_A и R_B, кН, по формуле / 2 /

, (6.6)
;
Снеговая нагрузка
Рассмотрим первый вариант загружения (рисунок 6.2 а):
Расчетная нагрузка от снега, действующая на кровлю
, (6.7)
где  - коэффициент перехода от веса снега на земле к весу снега на покрытии по / 5 /; ₁ = 0,8; ₂ = 1 + 0,1a / b = 1 + 0,1  12 / 12 = 1,1;
_сн – коэффициент перегрузки, _сн =1,4

Определим силы F_i, кН, в узлах фермы, причем силы F₀ и F₁₃ приложены к колоннам и в расчете не учитываются:
; (6.8)





Определяем опорные реакции R_As и R_Bs, кН:
.
Рассмотрим второй вариант загружения (рисунок 8.2 б):
Определим силы F_i, кН, в узлах фермы, при условии, что ₁ =1,0;
₃ = 1 + 0,6  а/b_l = 1+ 0,6 12/3,5 = 3,06; где а = В_ФН = 12м; b_l = H_ФН = 3,5м.


;
;
.
Определяем опорные реакции R_As и R_Bs, кН:

а)
.

б)

Рисунок 6.2 – Варианты снегового загружения

Нагрузка от рамных моментов

M_1max = -622,85кНм;

Нагрузка от распора рамы

Распор определяем по значениям поперечной силы. В соответствии с уравнением строительной механики:
Q=(M_пр – M_лв) / L, (6.6)
где M_пр, M_лв – изгибающие моменты на концах участка, кН;
L = Н_в = 5,97 - длина верхней части ступенчатой колонны.
Н = ((126,67-235,52) +(185,76-398,37)+ (253,39 +244,18) + (115,4 +5,54))/ 5,97=49,76кН.