2.2. Расчет и конструирование прогонов

Определяем собственную массу прогона в покрытии:

кН/м²,

где G_k=0,605 кН/м² –нормативная постоянная нагрузка (табл. 1);

Q_k=2,5 кН/м² – нормативная снеговая нагрузка;

l=B=3,8 м – пролет прогона, м;

K_св=9,07 – коэффициент собственной массы прогона для l=3,8м.

Коэффициент собственного веса прогона определяем интерполяцией по зависимости Kсв=8…12 при l=3…6 м.

Постоянная нагрузка от покрытия на 1 м² плана включая массу прогона:

=0,605+0,11=0,715 кН/м²;

=0,664+0,111,1=0,785 кН/м²,

где G_d=0,664 кН/м² –расчётная постоянная нагрузка (табл. 1),

здесь _f =1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для деревянных конструкций согласно табл. 1 [2].

Полная погонная нагрузка на прогон:

=(0,715+2,5)1,1=3,54 кН/м;

=(0,785+4)1,1=5,26кН/м;

где a_d=1,1 м – расстояние между прогонами;

Q_d=4 кН/м² – расчётная снеговая нагрузка;.

Поскольку пролет прогона l=3,8 м < 4,0 м, принимаем конструкцию разрезного прогона. Разрезные прогоны рассчитываются как однопролётная балка на действие равномерно распределённой нагрузки.

Максимальный изгибающий момент в середине пролёта:

=F_dld²/8=5,263,745²/8=9,22 кНм

пролёт прогона(расстояние между осями несущих конструкций)

- минимальная длина опорной площадки прогона.

Требуемый момент сопротивления равен:

= /f_m,d=922/1,517=607 см³,

f_m,d=f_m,d k_xk_mod/_n=131´1,05/0,9=15,17 МПа=1,517 кН/см²,

здесь f_m,d=13 МПа=1,3 кН/см² – расчетное сопротивление изгибу для элементов настила из древесины 3-го сорта (п. 6.1.4.3 [1]);

k_х=1 – переходной коэффициент для сосны, учитывающий породу древесины (табл. 6.6 [1]);

k_mod=1,05– коэффициент условий работы для 1 класса условий эксплуатации при учёте полной снеговой нагрузки (табл. 6.4 [1]);

_n=0,9 – коэффициент надежности по назначению для III класса ответственности здания (стр. 34 [2]).

Примем ширину сечения 12,5см. Требуемая высота сечения:

В соответствии с сортаментом пиломатериалов (СТБ1713-2007) принимаем h=17,5 см.

Определяем запас прочности:

W_d=bh²612,5´17,5²/6=638 см³; _m,d= /W_d=922/638=1,445 кН/см²;

_m,d/f_m,d=1,445/1,517=0,953 < 1 (запас прочности составляет 4,7%<15%)

Проверяем принятое сечение по жесткости:

,

где: F_k=3,54 кН/м=0,0354 кН/см – полная нормативная нагрузка (см. табл. 2.1);

Е₀=8500k_mod=85001,05=8925МПа=892,5 кН/см² – модуль упругости древесины вдоль волокон в соответствии с пп. 6.1.5.1, 6.1.5.3 [1];

_sup bh³12= 12,517,5³12=5583 см⁴;

[1/162] – предельный относительный прогиб для l=3,8 м, табл. 19 [3].

Прогоны стыкуются на опорах впритык на накладках.

3. Расчет и конструирование сегментной деревометаллической фермы

3.1. Конструктивная схема фермы

Принимаем сегментную ферму с разрезным верхним поясом из дощатого настила. Геометрические размеры фермы представлены на рис. 3. Расчетный пролет фермы l=16 м. Расчетная высота фермы hmax=l/7=16/7=2,285 м. Решетка фермы треугольная. Радиус оси верхнего пояса:

Длина дуги верхнего пояса:

3,1415,1563,74/180=16,85 м,

где  – центральный угол, sin(/2)= l/(2r)=27/(215,15)=0,528, откуда 2=63,74.

=31,87

В соответствии с заданной схемой фермы длину верхнего пояса разбиваем на четыре равных панелей, а нижний пояс – на три. Длина панели верхнего пояса

Sp=Sap/5=16,85 /4=4,212 м. Sн=16/3=5,33м

Линейные размеры элементов фермы определяем без учета строительного подъема по табл. А.3.1 прил. А [4].