Определение усилий в элементах фермы и подбор сечений - Проектирование зданий с несущими и ограждающими конструкциями на основе древесины

Усилия в элементах фермы определяем методом вырезания узлов.

Верхний пояс

Верхний пояс рассчитываем как сжато-изгибаемый стержень, находящийся под действием внецентренно приложенной нормальной силы и изгибаемого момента от поперечной нагрузки панели. Расчетное усилие в опорной панели (снег на всем пролете).

кН

Максимальный изгибающий момент в панели от внеузловой равномерно распределенной нагрузки определяем с учетом, что на верхний пояс приходится половина собственного веса фермы:

Для уменьшения изгибающего момента в панели фермы создаем внецентренное приложение нормальной силы, в результате чего в узлах верхнего пояса возникают разгружающие отрицательные моменты.

Значение расчетного эксцентриситета вычисляем из условия равенства опорных и пролетных моментов в опорной панели верхнего пояса фермы:

Принимаем эксцентриситет приложения нормальной силы во всех узлах верхнего пояса Е = 0,03, тогда разгружающий момент для опорной панели будет:

Принимаем сечение верхнего пояса в виде клееного пакета, состоящего из черновых заготовок по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов II сорта (ГОСТ 24454-80) сечением 40x175 мм. После фрезерования черновых заготовок по пластам на склейку идут чистые доски сечением 33x175мм. Клееный пакет состоит из 10 досок общей высотой 10х33=330мм. После склейки пакета его еще раз фрезеруют по боковым поверхностям. Таким образом, сечение клееного пакета составляет 160х330мм.

Площадь поперечного сечения:

Момент сопротивления:

Принимаем расчетные характеристики древесины второго сорта по табл.3 СНиП II-25-80. Расчетное сопротивление изгибу и сжатию: RИ=RC=15MПa

Расчет на прочность сжато-изгибаемых элементов производят по формуле:

Для шарнирно-опертых элементов при эпюрах изгибающих моментов параболического и прямоугольного очертания, какое имеет место в нашем случае, MG определяют по формуле:

,

Где ;

Гибкость панели верхнего пояса в плоскости действия момента при lP=4,75м:

<70

Тогда коэффициенты:

Расчетный изгибающий момент:

КН-м

Напряжение в панели АС:

Так как панели кровли крепятся по всей длине верхнего пояса, то проверку на устойчивость плоской фермы деформирования не проводим.

Усилие в коньковой панели CD:

Принимаем то же сечение, что и в опорной панели.

Коэффициенты:

Расчетный изгибающий момент:

Напряжение в панели CD:

Нижний пояс

Расчетное усилие в нижнем поясе:

Нижний пояс фермы выполняют из уголков стали марки Вст Зпп2-1 Ту 14-1-3023-80. Необходимая площадь сечения пояса:

,

Здесь

Где значение берут по табл.51, а коэффициент условия работы = 0,9 согласно табл.6, п.5 СНиП 11-23-81.

Принимаем 2 уголка 63x40x6.

Во избежание большого провисания нижнего пояса фермы устраивают дополнительную подвеску из круглой стали d = 12 мм. В этом случае пролет нижнего пояса будет:

М

Радиус инерции принятых уголков 1Х=0,0199м.

Гибкость нижнего пояса:

,

Где = 400 - предельная гибкость металлического нижнего пояса.

Раскос

Расчетное усилие в раскосе:

Сечение раскоса принимают из клееного пакета такой же ширины, что и для верхнего пояса - 160мм. Высоту сечения раскоса принимают из пяти досок толщиной 33мм после фрезерования; общая высота пакета.

Гибкость раскоса:

>70

Напряжение в сжатом раскосе с учетом устойчивости:

Стойка

Усилие в стойке: V=P=43,8 kH

Принимаем стойку из круглой стали.

,

Здесь

Где значение берут по табл.51, а коэффициент условия работы = 0,9 согласно табл.6 п.5 СНиП 11-23-81; здесь коэффициент 0,8 учитывает снижение расчетного сопротивления при наличии нагрузки.

Принимаем d=16мм;

Похожие статьи




Определение усилий в элементах фермы и подбор сечений - Проектирование зданий с несущими и ограждающими конструкциями на основе древесины

Предыдущая | Следующая