2.3 Конструктивный расчет

При проектировании условимся, что при изготовлении деревянных элементов треугольной фермы будет использована древесина лиственницы 2-го сорта по ГОСТ 24454-80, а для изготовления металлических элементов за исключением указанных особо – сталь класса С245 по ГОСТ 27772-88.

2.4 Подбор сечения панелей верхнего пояса

Определим изгибающий момент:

,

где L – эксцентриситет приложения продольной силы N относительно оси сечения пояса;

M_q – расчетный изгибающий момент в поясе от внеузловой нагрузки.

Рассчитываем изгибающий момент по максимальной продольной силе сжатия N=223,18 кН.

Принимаем эксцентриситет продольных сил L=5см=0,05м.

20,43кН·м

Ширину сечения верхнего пояса и элементов решетки принимаем одинаковой. Подберем ее из условия предельной гибкости .

Толщину досок с учетом острожки принимаем равной 30мм. Таким образом, сечение верхнего пояса bxh=260х270мм (h=30х9=270мм).

Геометрические характеристики сечения пояса:

,

,

,

Проверим сечение сжато-изогнутого элемента:

где - расчетное напряжение сжатия древесины;

- расчетное сопротивление сжатию вдоль волокон;

- расчетное напряжение изгиба;

- расчетное сопротивление изгибу;

- коэффициент, учитывающий увеличение напряжений при изгибе от действия продольной силы:

,

здесь - расчетное сжимающее напряжение;

- коэффициент продольного изгиба,

где ,

здесь E_o,nom=300·f_c,o,d

- радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси;

- расчетная длина элемента,

где =1 – при шарнирно- закрепленных концах стержня.

,

_,

f_c,o,d = f_c,o,d ·k_x·k_mod·k_h·k_δ /γ_n

f_c,o,d=15МПа – расчетное сопротивление сосны сжатию для 2-го сорта для элементов прямоугольного сечения шириной св. 0,13м при высоте сечения от 0,13 до 0,5м

k_x =1,2 – переходной коэффициент учитывающий породу древесины;

k_mod =0,95 – коэффициент условий работы для учета класса условий эксплуатации и класса длительности нагружения;

k_h=1 – коэффициент, учитывающий высоту сечения, при h<0,5м;

k_δ =1,02 – коэффициент, учитывающий толщину слоя, при δ=30мм.

f_c,o,d = 15 ·1,2·0,95·1·1,02 /0,95=17,442МПа=1,7442кН/см².

;

,

,

,

, то есть принятое сечение удовлетворяет условиям прочности с запасом прочности 28%.

Проверяем принятое сечение на устойчивость плоской формы деформирования:

,

где n=2 – показатель степени для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования; - коэффициент продольного изгиба для участка длиной ℓ_m между закреплениями: ,

,

Исходя из предположения, что будут раскреплять панели пояса фермы по концам и в середине: ,

,

,

т. е. устойчивость плоской формы деформирования панелей верхнего пояса обеспечена.

2.5 Расчет раскосов

Все раскосы проектируем клееными одинакового сечения из досок толщиной 30мм и высотой 150мм.

Исходя из предельной гибкости .

Принимаем сечение раскосов bxh=260x150мм.

Проверяем сечение:

,

,

,

, то есть принятое сечение удовлетворяет условиям прочности с запасом прочности 77%.

2.6 Подбор сечения нижнего пояса

Все стержни проектируем клееными одинакового сечения из досок толщиной 30мм и высотой 270мм.

Принимаем сечение раскосов bxh=260x270мм.

Проверяем сечение:

,

,

,

, то есть принятое сечение удовлетворяет условиям прочности с запасом прочности 1%.

2.7 Подбор сечения стойки

Все стержни проектируем клееными одинакового сечения из досок толщиной 30мм и высотой 210мм.

Принимаем сечение раскосов bxh=260x210мм.

Проверяем сечение:

,

,

,

.

3 Статический расчет поперечной рамы и расчет стойки

Расчетная рама поперечника здания представляет собой однажды статически неопределимую раму с жестко защемленными колонами и условно жестким ригелем, шарнирно опертым на колонны.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли: ,

где w_o – нормативное значение ветрового давления;

к – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

с – аэродинамический коэффициент.

Определение расчетных усилий в колоне от постоянной и двух временных (снеговой и ветровой), умножаемых на коэффициент сочетания .

Расчетная длинна клееной колоны принимается в плоскости рамы , а из плоскости - . Сечение колонн проектируется прямоугольным с соотношением размеров . Ширина сечения b определяется исходя из предельной гибкости , после чего назначается высота сечения в пределах .

Доски принимаются по сортаменту толщиной не более 40мм.

Крепление колонны к фундаменту производится при помощи анкерных болтов, работающих на растяжение.