2.4 Расчет нижнего пояса фермы

Нижний пояс работает на растяжение. Расчётное продольное усилие в нижнем поясе принимаем по таблице 2.3 сочетаний нагрузок:

(1 стержень). Нижний пояс фермы конструируем стальным. Сталь класса С235. Расчётное сопротивление стали (1 приложение 4)

Требуемая площадь сечения нижнего пояса:

По таблице сортамента прокатных профилей принимаем два равнополочных уголка 63 6 мм суммарной площадью

где - площадь сечения нижнего пояса. .

2.5 Расчет и конструирование раскоса фермы

Все раскосы фермы работают на сжатие. Подбирается и проверяется сечение раскоса № 12, так как в нём действует наибольшая сжимающая сила:

Предварительно принимаем сечение раскоса по приложению 5(3). Ширину сечения раскоса принимаем такую - же, как в верхнем поясе фермы , а толщину , в 6 слоя склеенных досок. Тогда высота сечения будет:

Соответственно, площадь поперечного сечения:

Гибкость раскоса определяем по формуле 7.16(3);

- расчётная длинна.

где - радиус инерции сечения;

= 104 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 :

где - расчетное сжимающее напряжение, определяемое по формуле 7.12 :

- расчётное сопротивление сжатию.

- коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости элемента.

При , определяем по формуле 7.14(3):

Следовательно, подставив данные в формулу 7.11(3) получим:

.

Условие 7.1 (3) выполняется, следовательно устойчивость сжатого раскоса обеспечена и принятое сечение оставляем для дальнейших расчетов.

2.6 Расчет и конструирование средней стойки фермы

Растягивающая сила, действующая в среднем стержне (стойке) № 10 равна: взятая из таблицы 2.3 сочетания нагрузок, как максимальная сила, действующая в стойках фермы. Т.к. стойка работает на растяжение, то сечение принимается из одиночной стальной арматуры. Принимаем арматуры класса S240 с нарезками на концах. Расчётное сопротивление стали

Коэффициент концентрации напряжений в нарезке:

Определяем требуемую площадь

:

В зависимости от полученной площади подбираем по сортаменту диаметр стальной арматуры: диаметр=22мм с расчётной площадью .

Т.к. условие выполняется, следовательно принимаем подобранное сечение стойки.

2.7 Конструирование и расчет узлов фермы

Коньковый узел решается при помощи стального крепления с диафрагмой треугольного сечения, в которую упирается торец верхнего пояса и опирается шайба тяжа средней стойки.

Промежуточные узлы верхнего и нижнего поясов фермы решаются с помощью стальных креплений, присоединение к которым сжатых раскосов производится лобовыми упорами и болтами.

Подбор площади сечения торцов лобовых упоров раскосов при смятии вдоль волокон. Максимальная сжимающая сила Расчётное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон: с учётом коэффициентов и :

;

Требуемая площадь смятия:

Принятые размеры сечения: 200×156мм

Расчётная площадь сечения:

Проверка выполняется.

Болтовые соединения металлических пластин с древесиной расчитываются в зависимости с п. 9.4.68, 9.4.61, 9.4.1.14 (соединения нагельного типа).

Расчетную несущую способность односрезного надела следует принимать равной наименьшему значению из формул:

где расчетное сопротивление смятию древесины в глухом нагельном гнезде для односрезных соединений, принимаемый по табл. 9.1 (3):

толщина более тонкого элемента в односрезных соединениях:

диаметр нагеля:

коэффициент, учитывающий угол между силой и направлением волокон; определяемый по табл. 9.3 (3)

максимальное значение коэффициента, зависящего от отношения толщины более тонкого элемента к диаметру нагеля, принимаемое в соответствии с п. 9.4.8.3:

- расчётное сопротивление изгибу нагеля, определяемое в соответствии с п.9.4.8.3:

с учётом коэффициентов и :

Тогда:

Следовательно количество нагелей в соединении можно определить по формуле 9.6(3):

;

где - расчётная несущая способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала и одинакового диаметра.

- количество швов в соединении для одного нагеля (в нашем случае );

Тогда болтов;

болта;

где и - количество нагелей по оси 1 и 2;

и - расчётная несущая способность соединения на цилиндрических нагелях 1 и 2 оси.

Тогда

По таблице 9.5(3) определяем min расстояния между болтами и между кромкой и болтами:

;