1. Исходные данные
    Необходимо рассчитать и законструировать стропильную ферму покрытия пролётом 27 м. Шаг ферм 8 м, сечение элементов решетки фермы выполнены из парных уголков, пояса из тавров. Покрытие тёплое. Климатический район по снеговому покрову - IV. Материал фермы - сталь марки 14Г2 (ГОСТ 19282 - 73*), соответствует марке С345 по ГОСТ 27772-88*, соединения стержней в узлах фермы сварные, коэффициент надёжности по назначению зданий . Высота фермы по наружным граням поясов 3150 мм.
     Рис. 1. Схема стропильной фермы
    
    2. Сбор нагрузок на ферму
    
    На ферму действуют два вида нагрузок:
    1) постоянная от собственного веса конструкций покрытия;
    2) временная снеговая, которую можно отнести только к кратковременной с полным нормативным ее значением.
    Величины расчетных нагрузок на 1 м2 (горизонтальной проекции) площади покрытия от собственного веса конструкции удобно определять в табличной форме.
     Таблица 1. Определение нагрузок, действующих на ферму Вид нагрузки и ее составляющие Норма-тивная нагрузка () Коэф-т надеж-ности по нагруз-ке Расчет-ная нагрузка () 1 2 3 4 Постоянная: - защитный слой гравия, на битумной мастике, t=20 мм, ?=20 кН/м3 - гидроизоляционный ковер из 4-х слоев рубероида - утеплитель из минераловатных плит t=100 мм, ?=2,5 кН/м3 - пароизоляция из одного слоя рубероида - цементная стяжка t=20мм - сборные железобетонные ребристые плиты 8 x 2,7 м - собственная масса фермы - связи покрытия 0,4 0,2 0,25 0,05 0,4 1,6 0,3 0,04 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,1 1,05 1,05 0,52 0,26 0,325 0,065 0,52 1,76 0,315 0,042 Итого:
    Временная - снег по всему покрытию 1,4 Всего: 4,74 - 5,91
    Значения погонных равномерно распределенных расчетных нагрузок от собственного веса конструкций и снега (в кН/м) определяются по формулам:
    QКР = qКР ? В = 3,81? 8 = 30,48 кН/м ;
    РСНЕГА = РСН ? В = 2,1? 8 =16,8 кН/м ; где В - шаг ферм (В = 8 м); qКР, РСН - расчетные нагрузки действующие на ферму из табл. 1
    Общая нагрузка на промежуточные узлы фермы от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле:
    F1 = (QКР +PСНЕГА) ? d = (30,48 + 16,8) ? 2,7 = 127,66 кН; где d - длина панели верхнего пояса (d = 2,7 м)
    Общая нагрузка на опорные стойки от собственного веса конструкций и снега определяется по формуле : F2 = 0,5 ? F1 = 0,5 ? 127,66 = 63,83 кН
    Тогда, опорная реакция равна :
    0,5 ? (2? F2+9? F1) =5 ? F1 = 0,5 ? (2?63,83 + 9?127,66) =638,3 кН
    
    
    
    Рис. 2. Схема загружения фермы.
    3. Разработка схемы связей.
    
    Сквозная плоская система (ферма) легко теряет свою устойчивость из плоскости. Чтобы придать ферме устойчивость, ее необходимо присоединить к какой-либо жесткой конструкции или соединить с другой фермой в результате чего образуется пространственно устойчивый брус.
    Для обеспечения устойчивости такого бруса (блока) необходимо, чтобы все грани его были геометрически неизменяемы в своей плоскости.
    Грани блока образуются двумя вертикальными плоскостями спаренных ферм, двумя перпендикулярными им горизонтальными плоскостями связей, расположенными по обоим поясам ферм, и тремя вертикальными плоскостями поперечных связей (две в торцах ферм и одна в коньке). ............