4. Статический расчет фермы.

Собственный вес фермы находим по формуле:

Где К_см – коэффициент собственной массы (принимается в пределах 3-5).

Расчетная нагрузка на ферму:

Узловая нагрузка:

Постоянная Q=q∙F_гр=61.88∙18=1114 кгс.

Где F_гр=4.5∙4=18 м² – грузовая площадь.

Снеговая G=S∙F_гр=180∙18=3240 кгс.

Рисунок 6

Определяем усилия в элементах фермы.

Таблица 4 – расчетные усилия в стержнях фермы

Элементы фермы		Усилия от единичной нагрузки				Усилия от постоянной нагрузки Q=1114 кгс		Усилия от снега G=3240 кгс			Расчетное усилие, кгс
		Слева	Справа	На всей	Слева			Справа	На всей
Верхний пояс	б-1	-3.1	-1.55	-4.65	-5180.1		-10044		-5022	-15066	-20246.1
	в-2	-2.8	-1.55	-4.35	-4845.9		-9072		-5022	-14094	-18939.9
	д-4	-1.55	-2.8	-4.35	-4845.9		-5022		-9072	-14094	-18939.9
	д-5	-1.55	-3.1	-4.65	-5180.1		-5022		-10044	-15066	-20246.1
Нижний пояс	1-к	+2.95	+1.45	+4.4	+4901.6		+9558		+4698	+14256	+19157.6
	3-к	+1.45	+1.45	+2.9	+3230.6		+4698		+4698	+9396	+12626.6
	5-к	+1.45	+2.95	+4.4	+4901.6		+4698		+9558	+14256	+19157.6
Раскосы	1-2	-0.95	0	-0.95	-1058.3		-3078		0	-3078	-4136.3
	2-3	+1.5	0	+1.5	+1671.0		+4860		0	+4860	+6531.0
	3-4	0	+1.5	+1.5	+1671.0		0		+4860	+4860	+6531.0
	4-5	0	-0.95	-0.95	-1058.3		0		-3078	-3078	-4136.3

5. Подбор элементов сечения фермы.

Подбор сечений стержней производится с учетом предельно допускаемых гибкостей λ:

• Для сжатых стержней верхнего пояса 120;

• Для сжатых стержней решетки 150;

• Для растянутых стержней решетки 200.

Верхний пояс.

Верхний пояс по длине одного ската проектируем разрезным.

Рисунок 7 – расчетная схема

Определяем расчетную нагрузку от покрытия на верхний пояс фермы:

Назначаем сечение бруса b*h=140*21.5 мм после острожки.

Рисунок 8 – сечение верхнего пояса

Находим изгибающий момент по формуле:

Где е – эксцентриситет опирания концов бруса в узлах, принимаемый равным 4 см.

Гибкость равна:

Момент сопротивления сечения:

Проверяем сечение пояса по прочности:

Недонапряжение составит:

Нижний пояс.

Стержень N_{1-к, 5-к}.

Принимаем металлическим из двух равнополочных уголков. Максимальное усилие в стержне нижнего пояса N_{1-к, 5-к}=19157.6 кгс. Требуемая площадь сечения для растянутого пояса:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 56*5 ГОСТ8509-72 с общей площадью А=10.82 см².

Масса одного погонного метра уголка Р=4.25 кг, радиус инерции i_x=1.72 см. I=2∙16=32 см⁴, z₀=1.57 см.

Гибкость пояса в вертикальной плоскости:

Минимальный момент сопротивления сечения:

Собственный вес пояса q_п≌8.6 кгс/м

Изгибающий момент от собственного веса пояса:

Напряжение в поясе:

Не превышает допустимую для растянутых элементов величину.

Стержень N _3-к.

Принимаем металлическим из двух равнополочных уголков. Максимальное усилие в стержне нижнего пояса N_3-к=12626.6кгс. Требуемая площадь сечения для растянутого пояса:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 40*5 ГОСТ8509-72 с общей площадью А=7.58 см².

Масса одного погонного метра уголка Р=2.98 кг, радиус инерции i_x=1.21 см. I=2∙5.53=11.06 см⁴, z₀=1.17 см.

Гибкость пояса в вертикальной плоскости:

Минимальный момент сопротивления сечения:

Собственный вес пояса q_п≌6 кгс/м

Изгибающий момент от собственного веса пояса:

Напряжение в поясе:

Не превышает допустимую для растянутых элементов величину.

Раскосы.

Принимаем сечение раскоса 95*70 мм после острожки. Площадь сечения А=9.5∙7=66.5 см².

Рисунок 9 – сечение раскоса

• Сжатый раскос.

Расчет на прочность:

Расчет на устойчивость.

Расчетная гибкость находится по формуле:

При данной гибкости коэффициент продольного изгиба находим по формуле:

Где а=0.8 для древесины.

• Растянутый раскос.

Принимаем металлическим из двух равнополочных уголков. Максимальное усилие в стержне растянутого раскоса N_2-3,3-4 =6531 кгс. Требуемая площадь сечения для растянутого пояса:

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 40*4 ГОСТ8509-72 с общей площадью А=6.16 см².

Масса одного погонного метра уголка м=2.42 кг. Радиус инерции i_x=1.22 см.

Гибкость раскоса в вертикальной плоскости:

Не превышает допустимую для растянутых элементов величину.