3. Расчет и конструирование сегментной фермы.

3.1. Подбор сечения панели верхнего пояса.

Вычисляем изгибающий момент в опорных панелях верхнего пояса при различных сочетаниях действия постоянных и временных нагрузок. В тех случаях, когда на панель действует неравномерно распределенная нагрузка, максимальный момент определяется приближенно как сумма моментов от равномерно распределенной и распределенной по закону треугольника.

Панель АБ (стержень 4)

Вариант А: загружение снеговой нагрузкой по синусоиде.

Вариант Б: загружение снеговой нагрузкой по закону треугольника на каждом полупролете.

где 0,0642 – коэффициент для определения максимального изгибающего момента при загружения треугольной нагрузкой.

Панель А'Б' (стержень 7):

В качестве расчетной рассматриваем панель АБ (стержень 4) при загружении фермы равномерно распределенной постоянной нагрузкой и варианте 1 снеговой нагрузкой по синусоиде

Принимаем клееные блоки состоящие из 10 слоев фрезерованных с четырех сторон досок после фрезерования имеющие размеры 190х330 мм (рис. 5).

Таким образом, сечение бруса верхнего пояса:

Рис. 5. Поперечное сечение верхнего пояса

Проверяем принятые сечения по нормальным напряжениям:

где - коэффициент надежности по назначению, для зданийIII класса ответственности, равный 0,9 [2].

;;

, так как табл. 9 [1]

, так как

Расчет на устойчивость деформированного сжато-изогнутого верхнего пояса плоской фермы производим исходя из предположения о том, что связи будут распределять верхний пояс фермы по концам в узлах и в их средней части.

где (табл. 2 прил. 4 [1]), так как табл. 7[1]

Т.е. устойчивость плоской фермы деформирование панелей верхнего пояса ферм обеспечена.

3.2. Подбор сечения элементов нижнего пояса.

Усилие , длина панели – 7900 мм. Принимаем нижний пояс из двух неравнополочных уголков L100х63х7 по ГОСТ 8510-86, причем меньшие полки размером 63 мм расположены горизонтально вплотную друг к другу и приварены через интервал 131,6 см, что меньше(п. 57 [3]) и кратно длине панели верхнего пояса.

Геометрические характеристики поперечного сечения нижнего пояса:

Нагрузка от собственного веса двух уголков (масса 1 п.м = 8,7 кг).

Определяем максимальный момент от собственного веса уголков:

Проверка прочности нижнего пояса:

3.3. Расчет раскосов.

Принимаем раскосы изготовленные из клееной древесины и состоящие из 4-х досок сечением 3,3х13,4 см после фрезерования (рис. 6).

Размеры сечения раскосов:

Рис. 6. Поперечное сечение раскоса

; ;

Раскосы БД и БД^/

Усилие сжатия .

; ;

Раскосы ДВ и Д^/В

Усилие .

; ;

Расчет раскосов на растяжение в ослабленном болтами сечении.

Раскосы ДВ и Д^/В

Так как расстояние между ослаблениями меньше 200 мм, то ослабление двумя болтами считаются совмещенными в одном сечении.

Болты

3.4. Расчет крепления стальных пластинок – наконечников к раскосам.

Принимаем пластинки-наконечники из полосовой стали толщиной 1 см и шириной 8 см, число пластинок – 2.

Определяем несущую способность одного среза болта:

• из условия смятия древесины раскоса:

• из условия изгиба болта:

где - число болтов,- число условных срезов.

Крепление раскосов БД и Б^/Д^/ не проверяем, так как усилие в них меньше .

Проверка прочности пластинок – наконечников на растяжение в местах ослабления болтами.

Раскосы Д В и Д^/ В

;

Проверяем прочность пластинок – наконечников на продольный изгиб. Рассмотрим пластинки наконечники, прикрепленные к раскосам Б Д и Б Д^/.

; ;

Гибкость пластинок – наконечников:

Коэффициент продольного изгиба находим по таблице 72 [3]:

.