1. Исходные данные.

Задание №5.

Необходимо запроектировать стропильную ферму для одноэтажного промышленного здания пролётом 30 метров, с шагом ферм 6 метров.

Очертание решетки – ферма с параллельными поясами высотой по обушкам 3150 мм. Уклон верхнего пояса 1,5%. Сечение фермы: пояса и решетка выполнены из парных уголков таврового сечения. Геометрическая схема фермы показана на рис. 1. Материал конструкции: все элементы выполнены из стали марки С 245. Так как ферма имеет пролёт 30 м, то она разделена на две отправочные марки, которые являются одинаковыми и взаимозаменяемыми. Сопряжение фермы с колоннами шарнирное.

Тип кровли - тёплая. Принимаем конструкцию несущих элементов кровли – стальной профнастил по прогонам. Основные составляющие слоев кровли следующие (сверху - вниз): гравий втопленный в битум, 4 слоя рубероида (гидроизоляционный ковер), цементная стяжка 20 мм, утеплитель – пенопласт 100 мм, пароизоляция – 1 слой рубероида, профнастил (t = 8 мм), прогоны.

Снеговой район – III.

Рис. 1. Схема стропильной фермы

2. Разработка схемы связей.

Связи между фермами, создавая общую пространственную жёсткость каркаса, обеспечивают заданную геометрию конструкций покрытия и удобство монтажа, закрепляют сжатые элементы из плоскости фермы, перераспределяют на соседние рамы местные нагрузки, приложенные к одной раме. Система связей покрытия состоит из горизонтальных и вертикальных. Горизонтальные связи располагают в плоскости нижних и верхних поясов ферм, вертикальные - в плоскостях опорных стоек. Полученные в результате такого объединения горизонтальные фермы выполняют две основные функции. Во-первых, они воспринимают от стоек торцевого фахверка ветровую нагрузку и передают её на связи между колоннами и далее с их помощью - на фундаменты. Во-вторых, они закрепляют от смешения вертикальные связи и растяжки между нижними поясами ферм. Распорки (растяжки) между нижними поясами ферм закрепляют эти пояса от смещений и тем самым сокращают их расчётную длину из плоскости фермы. Горизонтальные продольные связи по нижним поясам ферм служат опорами для верхних концов стоек фахверка. Кроме того, эти связи при действии сосредоточенных крановых нагрузок, приложенных к одной раме, вовлекают в работу соседние рамы, что уменьшает местные поперечные деформации каркаса. Горизонтальные поперечные связи по верхним поясам ферм по конструкции и схемам размещения аналогичны связям по нижним поясам ферм. Они служат для закрепления от смещения прогонов, а следовательно обеспечивают устойчивость верхнего пояса ферм при работе его из плоскости. Вертикальные связи между фермами обеспечивают устойчивость ферм во время монтажа.

Рис. 2. Схема связей по верхнему и нижнему поясам фермы.

3. Сбор нагрузок.

Нагрузка на ферму складывается из постоянной, к которой относятся: собственный вес фермы, связей и элементов покрытия, и временной – снеговая нагрузка.

Сбор нагрузок на ферму.

Таблица № 1.

п/п	Вид нагрузки.		Нормативная, кН/м2	Коэффициент перегрузки	Расчетная, кН/м2
Ограждающие элементы кровли.
	Слой гравия, втопленный в битумную мастику =20 мм		0,42	1,3	0,546
	Гидроизоляционный ковер из 4-х слоев рубероида		0,2	1,3	0,26
	Цементно-песчаная стяжка =20 мм		0,4	1,3	0,52
	Утеплитель пенопласт =5 кН/м3, =100 мм		0,05	1,2	0,06
	Пароизоляция из одного слоя рубероида		0,05	1,3	0,065
	Профнастил		0,14	1,05	0,147
	Прогоны сплошные пролетом 6 м		0,1	1,05	0, 105
	Связи покрытия		0,04	1,05	0,042
	Стропильная ферма		0,4	1,05	0,42
Всего:			1,40		2,165
10.		Снеговая нагрузка по всему покрытию	1,286	1,4	1,8
Итого:			2,686		3,965

Узловая нагрузка по верхнему поясу ферм с учетом длины панелей 3 м:

От постоянной нагрузки:

От снеговой нагрузки:

Полная нагрузка в узлах фермы: