2.2 Выбор связей для деревянных каркасных зданий

Несущие конструкции каркаса представляют собой плоские системы (в данном случае – фермы и колонны), которые рассчитаны на восприятие нагрузок, действующих только в их плоскости. Сооружение, выполненное только из одних плоских несущих элементов, расположенных в вертикальных плоскостях, будет геометрически изменяемы в пространстве. Поэтому для обеспечения пространственной жесткости и геометрической неизменяемости, плоские конструкции объединяют между собой в геометрически неизменяемый пространственный каркас при помощи связей.

Конструктивно связи выполняются из стержней, объединенных в треугольник.

В каркасных зданиях связи выполняют следующие функции:

1. создание геометрической неизменяемости сооружения;

2. обеспечение устойчивости сжатых элементов путем уменьшения их расчетной длины;

3. восприятие нагрузок, действующих из плоскости несущих конструкций (давление ветра, торможение крана и т.д.)

4. перераспределение нагрузок между элементами каркаса;

5. фиксирование положения и обеспечение устойчивости конструкции во время монтажа.

В моём здании для обеспечения пространственной жёсткости и устойчивости, приняты следующие связи: для обеспечения поперечной устойчивости колонн, устанавливают вертикальные связевые фермы, с высотой кратной ширине плит покрытия-2,26м., в пролётах 1-2;5-6;10-11.

Для обеспечения поперечной неизменяемости ферм, по верхнему поясу стропильных ферм устанавливаем скатные связевые фермы с шагом кратным - 2,264м. Устанавливают эти горизонтальные связевые фермы в пролётах 1-2;5-6;10-11 тяжей с муфтами.

2.3 Расчет и конструирование верхнего пояса фермы

Расчет ведем по максимальному усилию, возникающему в стержне № 8 верхнего пояса фермы. В соответствии с таблицей 2.3 усилие в стержне № 8:

=357,072 кН = 0,357 МН

Принимается клеедеревянное сечение из досок 1-го сорта шириной b=20 см.

Расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон:

по таблице 2,4 (1).

Расчётное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон для лиственницы (кроме европейской и японской). С учётом коэффициентов и (коэффициент условий работы по таблице 2,5(1)):

Приближённо требуемая площадь сечения:

где 0,6 – коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента и прогиба.

Требуемая высота сечения:

Принимается сечение: Сечение верхнего пояса фермы принимаем из 8-и досок с исходной толщиной , а после фрезерования 26 мм и шириной , в итоге окончательное сечение с учетом фрезеровки после склейки составит 208×200 мм А=0,0416 м².

Верхний пояс фермы является сжато-изгибаемым элементом, соответственно расчёт ведём по формуле 7.31(3):

где - расчётное напряжение сжатие;

- расчётное сопротивление сжатию;

- расчётное напряжение изгиба;

- коэффициент, учитывающий увеличение напряжений при изгибе от действия продольной силы;

определяется по формуле 7.33(3):

где - площадь поперечного сечения элемента;

определяем, учитывая требование 7.1.9.2.(3) по формуле 7.32(3):

где - коэффициент продольного изгиба, определяемый в соответствии с п.7.1.4.2(3).

Для этого сначала определим гибкость верхнего пояса по формуле 7.16(3):

где - расчётная длина элемента;

- радиус инерции сечения элемента: .

Тогда: ;

= 100 не превышает предельную гибкость =120 приведенной в таблице 7.2 .

В соответствии с п. 7.1.4.2 элементы с 35 следует проверять на устойчивость по формуле 7.11 :

_{Так как λ=25<35 проверку на устойчивость можно не производить.}