Расчет элементов фермы - Одноэтажное промышленное здание с каркасом из деревянных конструкций

Верхний пояс фермы воспринимает постоянную и временную снеговую нагрузку. Максимальный изгибающий момент будет возникать в стержне 1.

М0= (15,5-0,5*0,36*4)*9 = 16,6кНм

N2= 178,2 кН.

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

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

Ме= N2 Ч е,

Где коэффициентом задаемся условно

Принимаем эксцентриситет приложения нормальной силы во всех узлах верхнего пояса е = 0,05м, тогда разгружающий момент составит:

МЕ = -0,05 Ч 178,2 = - 8,9 кН-м

Расчетный момент:

М = 16,6 - 8,9 = 7,1 кН-м

уменьшение изгибающего момента в панели фермы с помощью эксцентриситета

Рис. 10 Уменьшение изгибающего момента в панели фермы с помощью эксцентриситета

Принимаем сечение верхнего пояса из 10 досок толщиной 25 мм (после отстрожки и усушки толщиной 32мм). Ширину досок принимаем 175 мм. Длина клееного пакета меньше 12 м, следовательно на острожку по боковым граням пакета после его склейки идет 15 мм.

Таким образом,

H=10-2,5=25 см=250мм;

B= 17,5-1,5=15 см=150мм.

Площадь поперечного сечения:

FРасч=bh=0,150*0,25=37,5-10-2 М2

Момент сопротивления

WРасч= bh2/6=0.15*0.252/6=0,15*10-2 М3

Расчет на прочность нижней панели верхнего пояса производим как сжато-изгибаемого элемента по формуле (28) СНиП II-25-80

Где МД - изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок.

Принимаем расчетные характеристики древесины сосны 2 сорта согласно СНиП II-25-80, табл.3, п1, в. RU= RС=15/гN=15/0,95=15,78 МПа.

Согласно СНиП II-25-80 п.4.17 для шарнирно опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов параболического очертания

МД=М/о,

Где М - изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

О - коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле:

Для шарнирно-опертых элементов при эпюре моментов прямоугольного очертания коэффициент о следует умножать на коффициент КН

КН=бН+о(1-б)

Где БН=0,81 при эпюрах прямоугольного очертания (в нашем случае от момента МN)

Гибкость панели верхнего пояса в плоскости действия момента при L=3,16м (длина панели):

Л=3,16/0,289*0,25=43,7?70

При гибкости элемента л<70 коэффициент продольного изгиба равен:

(

Где коэффициент а=0,8 для древесины СНиП II-25-80 п.4.3

Коэффициент:

КН=0,81+0,64- (1-0,81)=0,93

Изгибающий момент:

Проверка на прочность:

- условие прочности выполняется.

Растянутые элементы. Расчетные усилия в элементах фермы равны:

N8= 169кН, N7= =106,2 кН, N10=63,9 кН.

Проектируем растянутые элементы из двух круглых тяжей. Требуемая площадь сечения элемента 8:

Где RBt - расчетное сопротивление тяжа растяжению;

ГС - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 СНиП II - 23 - 81

Требуемый диаметр тяжа определяем из формулы:

Где mA = 0.8 - коэффициент, учитывающий ослабление сечения резьбой, согласно п. 3.4 СНиП II - 25 - 80

Т = 0,85 - коэффициент, учитывающий неравномерную работу двойных тяжей по п. 3.4 СНиП II - 25 - 80

Требуемая площадь сечения элемента 7:

Где RBt - расчетное сопротивление тяжа растяжению;

ГС - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 СНиП II - 23 - 81

Требуемый диаметр тяжа определяем из формулы:

Где mA = 0.8 - коэффициент, учитывающий ослабление сечения резьбой, согласно п. 3.4 СНиП II - 25 - 80

Т = 0,85 - коэффициент, учитывающий неравномерную работу двойных тяжей по п. 3.4 СНиП II - 25 - 80

Требуемая площадь сечения элемента 10:

Где RBt - расчетное сопротивление тяжа растяжению;

ГС - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 СНиП II - 23 - 81

Требуемый диаметр тяжа определяем из формулы:

Где mA = 0.8 - коэффициент, учитывающий ослабление сечения резьбой, согласно п. 3.4 СНиП II - 25 - 80

Т = 0,85 - коэффициент, учитывающий неравномерную работу двойных тяжей по п. 3.4 СНиП II - 25 - 80

Все элементы принимаем из двух стержней по ГОСТ 5781-82 следующих диаметров: нижний пояс у опор D = 32 мм; средний элемент нижнего пояса D = 25 мм, раскос - D = 20 мм. Для уменьшения провисания нижнего предусматриваем подвеску из тяжа D = 10 мм.

Диаметры петель для присоединения тяжей к промежуточным узлам нижнего пояса по условию равнопрочности принимаем: для нижнего пояса у опор DN = 32 мм; для среднего элемента нижнего пояса DN = 25 мм; для раскоса DN =20 мм.

Подкосы. Расчетное усилие N9 = N12 =39,8 кН, расчетная длина подкоса L = 1,05м.

Принимаем по сортаменту сечение подкоса 150х75 мм. Проверяем принятое сечение:

- из условия смятия подбалки поперек волокон под торцом подкоса:

Где L = 6 см - длина площадки смятия вдоль волокон древесины:

- на устойчивость в плоскости фермы:

Похожие статьи




Расчет элементов фермы - Одноэтажное промышленное здание с каркасом из деревянных конструкций

Предыдущая | Следующая