2. Расчет гнутоклееной трехшарнирной рамы

Пролет рам 24 м, шаг 3 м. Ограждающие конструкции покрытия – мягкая черепица RUFLEX 8 кг/м². Район строительства – II. Здание по степени ответственности относится ко II классу (γ = 0,95). Температурно-влажностные условия эксплуатации А₁. Все конструкции заводского изготовления. Материал – древесина из сосны 2-го сорта, металлические конструкции – сталь марки С235 ГОСТ 27772-88*. Склеивание рам – клеем ФРФ-50к

Геометрические размеры

Расчетный пролет рамы составляет 21,0 м. Уклон ригеля 1:4, т.е.

• tg = 0,25;

• угол наклона ригеля  = 1402;

• sin = 0,24;

• cos = 0,97.

Высота рамы в коньке Тогда высота стойки от верха фундамента до точки пересечения касательных по осям стойки и ригели.

H = f – l/2 ·tgα = 7,4-13,3·0,25 = 4,075 м.

По условиям гнутья, толщина досок после фрезеровки должна приниматься не более 1,6 - 2,5 см. Принимаем доски толщиной после фрезеровки 1,9 см. Радиус гнутой части принимаем равным:

r = 3 м > r_min = 150 = 1500,019 = 2,85 м, где

 - толщина склеиваемых досок.

Угол в карнизной гнутой части между осями ригеля и стойки:

γ = 90˚ + α = 90˚ + 14˚02́ = 104˚02́.

Максимальный изгибающий момент будет в среднем сечении гнутой части рамы, который является биссектрисой этого угла, тогда получим:

= 5201;

• sin = 0,79;

• cos = 0,62;

• tg = 1,28.

Центральный угол гнутой части рамы в градусах и радианах будет равен:

•  = (90 - )2 = (90 – 5201)2 = 37592 = 7558;

•  = 90 -  = 90 - 1402 = 7558;

• = 1,33;

• ₁ = 3759;

• sin₁ = 0,615;

• cos₁ = 0,788;

• tgφ₁= 0,78.

Длина гнутой части

l_гн = r_рад = 31,33 = 3,99 м.

Длина стойки от опоры до начала гнутой части

Длину стойки можно определить иначе (если известно f)

l_ст = f – l_1/2tg - r tgφ₁ = 7,4 – 11,8·0,25 - 3·0,78 = 2,11 м.

Длина полуригеля

= 8,33 м.

Длина полурамы

l_пр = l_ст + l_гн + l_p = 2,11 + 3,99 + 8,33 = 14,43 м.

На основании произведенных вычислений строим расчетную схему рамы:

Сбор нагрузок на раму

Нагрузки от покрытия (постоянная нагрузка) - принимаем по предварительно выполненным расчетам ограждающих конструкций.

нормативная g^н = 0,287 кН/м²;

расчетная g^р = 0,313 кН/м².

Собственный вес рамы определяем при К_св = 7 из выражения

= 0,21 кН/м², где

S^н – нормативная снеговая нагрузка по п. 5.2 СНиП 2.01.07-85;

l – расчетный пролет рамы.

Таблица 2

Значения нагрузок, действующих на несущую раму

Наименование нагрузки	Норматив­ная наг­руз­ка, кН/м2	Коэффици­ент перегрузки	Расчетная нагрузка, кН/м2
1	2	3	4
Собственный вес покрытия
g = 0,2873/сos = 1,77 0,3133/сos = 1,94	0,89	-	0,97
Собственный вес рамы
gс.в. = 0,213=0,63	0,63	1,1	0,69
Итого	1,52		1,66
Снеговая
S = 0,843 = 2,52 S = 1,23 = 3,6	2,52		3,6
Итого	4,04		5,26