3. Нижний промежуточный узел

В узле нижнего пояса фермы(рисунок 2.8) уголки прерываются и перекрываются пластинами. В центре пластины просверлено отверстие для узлового болта. Исходя из условия размещения сварных швов, прикрепляющих уголки к пластинам и условия размещения узлового болта, ширину пластин назначаем 11.0 см.

Из условия прочности на растяжение стальной передаточной пластины, ослабленной отверстием под узловой болт, найдем её толщину:

(предварительно принятый диаметр под узловой болт);

(таблица 3.1);

Из условия возможности выполнения принятых ранее сварных швов в соответствии с п12.8(5) принимаем . Однако в таком случае суммарная ширина составит 110 мм, что на 5 мм меньше ширины раскосов. Поэтому окончательно назначаем .

Передаточные пластины соединяются с уголками с нижнего пояса сварными швами такой же длины, как и в опорном узле.

Диаметр болта определяем из условия его изгиба от максимальной силы, выбранной из разности усилий в смежных панелях нижнего пояса и равнодействующей усилий в раскосах.

Максимальная разность усилий в смежных панелях нижнего пояса возникает при постоянной нагрузке и односторонней снеговой нагрузке, распределенной по треугольнику:

(см. таблицу 2.1)

1 – раскос; 2 – нижний пояс фермы (2∟ 75x50х5); 3 – узловой болт 16 мм, l=170 мм; 4 – передаточная пластина 3401108 мм; 5 – пластинка-наконечник 3901008 мм; 6 – болт 10 мм, l=280 мм; 7 – болт 10 мм, l=280 мм; 8 – гвоздь 5 мм; 9 – подкладка 1201008 мм;

Рисунок 2.8 - Нижний промежуточный узел фермы

Равнодействующую усилий в раскосах определяем аналитически по теореме косинусов. Из таблицы 2.1 выбираем при действии на ферму постоянной нагрузки и снеговой нагрузки, распределенной по треугольнику на половине пролета усилия .

Тогда

Где - угол между .

Изгибающий момент в узловом болте

Где е=0,8+0,4=1.2см – эксцентриситет приложения усилия (рисунок 8).

Диаметр болта определяем по формуле:

.

Принимаем узловой болт диаметром d=1.6см.

Прочность на растяжение стальных пластинок-наконечников, ослабленных отверстиями под болты и гвозди, проверялись в п.3.1.4.2.1.

3. Статический расчет поперечной рамы и подбор сечения колонны

По исходным п. 1 и 2 подобрать сечение клееной колонны из древесины лиственницы 2-го сорта и законструировать ее сопря­жение с фундаментом. Высота до низа фермы Н=7.5 м. Здание проектируется для типа местности "В" в V ветровом районе.

1. Определение вертикальных нагрузок на раму

Расчетная постоян­ная нагрузка от покрытия, включая массу фермы (см. п.2.2):

.

Расчетное давление на колонну от покрытия: ,

То же от стенового ограждения с учетом элементов крепления:

,

где – расчётная нагрузка от стенового ограждения, принятая равной расчётной нагрузки от покрытия;

– масса металлических элементов крепления стенового ограждения;

– коэффициент надёжности по нагрузке для металлических конструкций (таблица 1 [2]).

Для определения собственной массы колонны ориентировочно при­нимаем следующие размеры ее сечения:

, .

Тогда расчетное давление от собственной массы колонны:

,

где – плотность древесины лиственницы для 1-го класса условий эксплуатации (таблица 6.2 [1]);

– коэффициент надежности по нагрузке для деревянных конструкций (таблица 1 [2]).

Расчетное давление на колонну от снеговой нагрузки:

,

где – расчетная погонная снеговая нагрузка при ее треугольном распределении (см. п.2.2).