Ягмур А.А., Васылев В.Н., Алёхин А.М.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для выполнения курсового проекта по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

на тему: «Четырехпанельная ферма сегментного очертания с клееным верхним поясом»

Министерство образования и науки Украины

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

Кафедра “Металлические конструкции”

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для выполнения курсового проекта по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

на тему: «Четырехпанельная ферма сегментного очертания с клееным верхним поясом»

(для студентов специальностей

6.120.100 «Архитектура»;

6.092.101 «Промышленное и гражданское строительство»)

Утверждено на

заседании кафедры

”Металлические конструкции”

Протокол № 04/09-10 от 03.09.09г.

М

акеевка, ДонНАСА, 2010 г.

УДК: 624.011.1.04(083.75)

Методические указания по расчету четырехпанельной фермы сегментного очертания с клееным верхним поясом для студентов специальностей 6.120.100 «Архитектура» и 6.092.101 «Промышленное и гражданское строительство» / Сост.: Ягмур А.А., Васылев В.Н., Алёхин А.М. – Макеевка: ДонНАСА. – 2010. – 25 с.

В методических указаниях приведены основные положения расчета несущих конструкций покрытия здания с каркасом из древесины на примере расчета фермы сегментного очертания с клееным верхним поясом.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 6.120.100 «Архитектура» и 6.092.101 «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения.

Составители: Ягмур А.А., доц.

Васылев В.Н., проф.

Алёхин А.М., доц.

Рецензент:

Рецензент: Невгень Н.А., доц.

Клыков В.М., доц.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

• Здание производственного назначения;

• Температурный режим работы здания – отапливаемое;

• Класс здания по степени ответственности – III;

• Группа конструкций – А I;

• Район строительства – г. Николаев;

• Пролет здания – 24 м;

• Высота до низа конструкций – 6 м;

• Шаг колонн – 6 м;

• Длина здания – 60 м.

• Покрытие с рулонной кровлей по клеефанерным панелям и сегментным фермам.

1. Расчет фермы сегментного очертания с клееным верхним поясом

Несущие конструкции покрытия принимаем в виде сегментных металлодеревянных ферм с разрезным верхним поясом из дощато-клееных блоков. Материал конструкций – клееные брусья для сжатых и сжато-изгибаемых элементов и сталь С235 – для растянутых.

Схема сегментной фермы на рис. 1.

Рис. 1. Геометрическая схема сегментной фермы

Расчетный пролет , расчетная высота фермы. Решетка фермы треугольная. Радиус оси верхнего пояса:

Длина дуги верхнего пояса:

где - центральный угол;

,

Принимаем верхний пояс из 4 равных панелей. Длина панели:

Длина хорды:

;

Размер стрелки ВГ:

Тогда ЕГ:

Длина хорды ББ:

Длина раскоса БД:

Длина раскоса ДВ:

Стрела выгиба панели верхнего пояса:

2. Статический расчет фермы

Постоянная нагрузка – от ограждающих конструкций (от панелей покрытия).

Нормативная нагрузка: .

Расчетная нагрузка на ферму от панелей покрытия: .

Собственный вес фермы:

где длясегментной фермы пролетом 24 м.

Расчетное значение постоянной нагрузки на 1 п.м. фермы:

Согласно п. 5.1 [2] предельное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытие вычисляется по формуле:

где –коэффициент надежности по предельному значению снеговой нагрузки определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости при Т = 50 лет = 1.

S_о – характеристическое значение снеговой нагрузки для г. Николаев.

S_о = 870 МПа

С_е = 1 согласно п. 8.9, С_alt = 1 по 8.10 [2]

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие.

В соответствии с приложением Ж схема 2 вариант1

где α – угол наклона касательной к очертанию фермы.

В точке А

В точке Б

В точке В

Таким образом снеговая нагрузка по I варианту распределяется по синусоиде:

Линейная расчетная снеговая нагрузка:

Рис.2. Значение ординат коэффициентов μ₁ и μ₂

2.1. Определение узловых нагрузок

Все нагрузки приложены к узлам верхних поясов сегментной фермы, горизонтальную проекцию каждой панели верхнего пояса рассматриваем как однопролетную балку с соответствующей схемой загружения (см. рис. 3).

Узловые постоянные нагрузки:

Проверка

Узловые временные нагрузки от загружения снеговой нагрузкой.

Вариант 1. Распределенная нагрузка по синусоиде:

Проверка

Вариант 2. Распределенная нагрузка по закону треугольника:

Проверка

Рис. 3. Возможные варианты загружения сегментной фермы

с разрезным клееным поясом постоянной и снеговой нагрузкой

2.2. Определение усилий в элементах фермы

Статический расчет фермы выполняем по программе SCAD Office 7.31. Нумерация стержней принята цифровая (см. рис. 4).

Рис. 4. Нумерация узлов и элементов сегментной фермы

После расчета фермы на постоянную и 2 варианта загружения снеговой нагрузкой определим расчетные усилия в стержнях фермы.

Расчетные продольные усилия приводятся в табличной форме.

Элементы фермы	Обозначение стержней	Постоянная нагрузка, кН	Снеговая нагрузка на по синусоиде Вариант №1	Снеговая нагрузка по закону треугольника вариант №2	Расчетные усилия	Обозначения усилий
Верх-ний пояс	АБ (4)	-76,367	-90,479	-64,157	-166,846	О1
	БВ (5)	-69,699	-83,743	-51,62	-153,442	О2
Ниж-ний пояс	АД (1)	67,996	80,593	57,147	148,589	U1
	ДД/ (2)	69,898	85,386	43,142	155,284	U2
Решет- ка	БД (8)	1,333	3,359	-9,817 0,585	-8,484 1,918	Д1
	ДВ (9)	-1,486	-3,745	10,944 -0,652	9,458 -5,231	Д2

Примечание: В скобках нумерация элементов фермы SCAD Office 7.31.