11.7.2. Визначення зусиль в стержнях ферм з урахуванням опорних моментів та розпору рами

При шарнірному опиранні ферми на колону зусилля в стержнях від нерухомого вузлового навантаження визначаються аналітичним або графічним способами. При позавузловому навантаженні враховується ще й згинаючий момент, який виникає у верхньому поясі.

Зусилля від рухомого навантаження (підвісні крани, тельфери тощо) визначаються за лініями впливу.

При жорсткому сполученні ферми з колонами додатково враховуються зусилля у фермі від розпору рами Н_р (поздовжня сила в ригелі) та рамних моментів на опорах ригеля (рис.11.28).

Рис. 11.28. До визначення зусиль у фермі від розпору рами та рамних моментів на опорах ригеля

Оскільки в розрахунковій схемі рами ригель суміщається з віссю нижнього поясу ферми, то розпір Н_р вважається прикладеним до нижнього поясу.

Опорні моменти М₁ і М₂ замінюються парами сил Н₁ і Н₂, прикладеними на опорах ферми (рис.11.29).

Рис. 11.29. Схема прикладання сил до ферми

; ,

де h_o – відстань між осями поясів ферми на опорі.

Значення моментів беруть із статичного розрахунку рами при одній і тій же комбінації навантажень: М₁ – в перерізі 5-5; М₂ – в перерізі 6-6 (див. рис.9.53).

При підрахунку моментів необхідно враховувати дві комбінації навантажень:

1) при якій момент виходить максимальним по модулю і викликає найбільше розтягуюче зусилля в крайній панелі верхнього поясу;

2) без врахування снігового навантаження для визначення можливого стискаючого зусилля в нижньому поясі.

Розрахункові зусилля в стержнях ферми визначаються в табличній формі шляхом сумування зусиль від дії окремих навантажень (постійного, короткочасних, розпору та опорних моментів) в найбільш несприятливому їх сполученні, тобто потрібно обчислити найбільші зусилля розтягу або стиску в стержнях.

Опорні моменти і розпір рами можуть бути фактично меншими, ніж отримані за розрахунком. Це можливо за рахунок наявності певної піддатливості болтових з’єднань (ферми приєднуються, як правило, на болтах), або послаблення болтового з’єднання в процесі експлуатації, а відповідно зменшення ступеню защемлення ферми на опорі. Моменти і розпір визначаються з врахуванням всіх короткочасних навантажень, а вони можуть бути і відсутні. Деяке можливе зменшення моментів і розпору за рахунок перелічених факторів може розвантажувати окремі стержні ферми. Але розвантажуючий їх вплив в розрахунках зусиль не враховується.

Конкретно можливі три випадки:

1) якщо зусилля в стержні від розпору і моментів з одного боку і від вертикального навантаження з другого мають однакові знаки, то приймається їх сума;

2) якщо знаки зусиль різні, і при цьому зусилля від моментів і розпору менше по модулю, то за розрахункове приймається зусилля лише від вертикального навантаження;

3) якщо знаки зусиль різні, і при цьому зусилля від моментів і розпору більше за зусилля від вертикального навантаження, то стержень перевіряється і на суму цих зусиль, і окремо на зусилля лише від вертикального навантаження.

Для врахування всіх можливих випадків статичний розрахунок ферми виконується окремо від кожного навантаження:

1) від постійного (рис.11.30);

Рис. 11.30. Схема постійного навантаження на ферму

2) від снігового (рис.11.31);

Рис. 11.31. Схеми снігового навантаження на ферму

3) від опорних моментів і розпору (рис.11.32).

Рис. 11.32. Схема навантаження на ферму від опорних моментів

і розпору рами

При цьому ферма розраховується як вільно оперта, тобто балочного типу. Підбір перерізів стержнів ферм та розрахунок проміжних вузлів виконується аналогічно вільно опертим фермам (див. п.8.10.3…8.11.2, 8.11.5). Відрізняється лише розрахунок опорних вузлів.