2.4 Підбір перерізів елементів ферми

2.4.1 Верхній пояс

Найбільший згинаючий момент від місцевого навантаження виникає в панелях ЛН і НП. Складова навантаження, що перпендикулярна до вісі елементу:

Те саме в панелях ЕИ, ИЛ:

Те саме в панелях БГ, ГЕ:

Те саме в панелі АБ:

Перевірку міцності верхнього поясу виконуємо для панелей ЛН і НП:

Рисунок 2 –Розрахунок верхнього поясу ферми

Поздовжнє зусилля в вузлах П та Л, а також у вузлах Е, Б, прикладаємо з ексцентриситетом вниз від вісі елементів. У вузлах на кінцях елементів верхнього поясу виникають взаємні моменти: М_оп=-N*e

1. Елемент ПЛ являє собою двох пролітну нерозрізну балку. Ексцентриситет в цьому випадку визначається з формули:

2. При просіданні вузла Н від’ємний момент в ньому зменшується і може досягти нуля. Ексцентриситет в цьому випадку визначають із формули:

приймаємо для обох випадків: ; q₁=8,693 кН/м; N=О₄=158,228кН; l=1,587м

1.

2.

Приймаємо у вузлах Б, Е, Л, П ексцентриситети е=1,3 см.

Виконуємо перевірку перерізу поясу посередині панелей ЛН та НП.

Від’ємний момент у вузлах Л, П:

М_оп=О₄*е

М_оп=158,228*1,3=205,696 кН*см

Момент в середині панелі в недеформованому стані та за умови рівності нулю вузлових моментів у вузлах Н, И, Г.

Приймаємо переріз 150х150мм

А_тр=15*15=225 см²

Гнучкість в площині системи:

Перевіряємо міцність поясу при W_расч=W_бр:

1. посередині панелі:

2. біля вузлів Л та П в перерізі 1-1 (рисунок 2) без урахування :

3. на стиск в перерізі 2-2 (рисунок 2), при висоті перерізу торця поясу у вузлі: 15-2*е=15-2*1,3=12,4 см

2.4.2 Розрахунок стійок і розкосів

Перерізи стійок і розкосів однаковими (130х100мм) із умов міцності, граничної гнучкості та зім’яття під кутом до волокон у вузлах.

Перевіряємо міцність найдовшого розкосу ОП при гнучкості:

А_расч=13х10=130 см²

З урахуванням поздовжнього згину:

Визначити необхідний розмір стійки НО за шириною, з умови зім’яття поясу під кутом .

Розрахунковий опір зім’яттю для площадки довжиною 10 см:

Потрібна довжина площадки зім’яття:

Перевіримо стійку НО на поздовжній згин:

При граничній гнучкості та довжині ширина перерізу стійок і розкосів:

3. Нижній пояс

Нижній пояс виконується із брусків розмірами 150х150, як і бруски верхнього поясу. Категорія деревини –І для нижнього поясу, ІІ –для верхнього поясу.

А_бр=15х15=225 см²

У вузлах встановлені дерев’яні накладки на болтах та штирях d=20 мм. Болти та штирі розташовуємо в два ряди при цьому площа поясу:

А_нт=225-2*2,0*8=193 см²

Напруження розтягування в поясі:

Визначимо необхідну кількість двох зрізних нагелів d=20 мм при товщині накладок а=100 мм

Несуча здатність на один зріз:

Для двохзрізного болта:

Т_б=2*Т_расч=2*9200=18400Н

Потрібна кількість нагелів:

Ставимо нагелі в чотири ряди по два в ряд з одного боку стику в середній панелі та по три ряди в інших панелях нижнього поясу:

2х10х15=300cм²>А_бр=225см²