4.2. Выбор сорта древесины, её влажности и расчётных сопротивлений, типа и марки клея.
В соответствии с заданием принимаем для элементов стропильных ферм и связей жёсткости древесину хвойных пород – лиственницу по ГОСТ 24454-80 второго сорта.
Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкции – А3. Для этих условий максимальная влажность не клееной древесины 20% и клееной 15%.
Расчётные сопротивления древесины лиственницы второго сорта назначаем согласно таблицы 3 [2] с учётом необходимых коэффициентов условий работы по п. 3.2. [2].
Для основных видов напряжённого состояния в таблице 2.1. приведены значения расчётных сопротивлений и коэффициентов условий работы.
Таблица 2.1 - Расчётные сопротивления и коэффициенты условий работы лиственницы второго сорта.
Конструктивные элементы и виды напряжённого состояния |
Значение расчётного сопротивления Rтабл, МПа |
Коэффициент условий работы |
Значение сопротивления R, Мпа |
Клееный верхний пояс шириной свыше 13 см и высотой сечения свыше 13 до 50 см. Смятие и сжатие вдоль волокон. |
Rст=15 |
mв=0,9 mсл=1,05 mп=1,2 |
Rс=17,01 |
Клееная стойка шириной свыше 13 см и высотой сечения свыше 13 до 50 см. Сжатие и смятие вдоль волокон. |
Rст=15 |
mв=0,9 mсл=1,05 mп=1,2 |
Rс=17,01 |
Клееный верхний пояс. Местное смятие поперёк волокон в месте примыкания стойки. |
Rсмт90=3 |
mв=0,9 mп=1,2 |
Rсм90=3,24 |
4.3. Расчёт фермы.
4.3.1. Определение нагрузок.
Нормативная поверхностная нагрузка от ограждения покрытия приведённая к горизонтальной поверхности составляет:
gн=429,4 Па.
Временная нормативная поверхностная нагрузка равна:
S=1014 Па.
Нормативная поверхностная нагрузка от собственной массы стропильной фермы со связями может быть определена по формуле:
150,46
Па,
где кс.в.=4 – коэффициент собственной массы стропильной фермы с учётом связей.
Расчётная линейная нагрузка на ферму:
постоянная
g=(gн+gфн)∙1∙В=(429,4+150,46)∙1,1∙4=2551,38 Н/м;
временная
S=Sн∙2∙В=1014∙1,6∙4=6489,6 Н/м,
где 1=1,1 – коэффициент надёжности по нагрузке, по таблице1 [1];
2=1,6 - коэффициент надёжности по временной нагрузке, по п. 5.7. [1];
В=4 м – шаг ферм вдоль здания.
Узловая нагрузка в средних узлах стропильной фермы:
постоянная
G=6,097∙cos∙g=6,097∙0,968∙2551,38=15053 Н=15,05 кН;
временная (снеговая)
=6,097∙cos∙р=6,097∙0,968∙6489,6=38289 Н=38,29 кН.
Полная узловая нагрузка:
Р=15,05+38,29=53,34 кН.
Рисунок 2.2.
Таблица 2.2. Усилия в стержнях фермы.
Элементы фермы |
Обозначения элементов |
Стержни |
Усилия от единичной нагрузки Р=1 |
Усилия от постоянной узловой нагрузки G=15,05 кН |
Усилия от временной снеговой нагрузки τ=38,29 кН |
Расчётные усилия, кН |
||||||||
Слева |
Справа |
На всём пролёте |
Слева |
Справа |
На всём пролёте |
При снеге слева |
При снеге на всём пролёте |
|||||||
Верхний пояс |
О1 |
В-1 |
-4,12 |
-2,1 |
-6,22 |
-93,61 |
-157,75 |
-80,41 |
-238,16 |
-251,36 |
-331,77 |
|||
О2 |
Г-2 |
-3,87 |
-2,1 |
-5,97 |
-89,85 |
-148,18 |
-80,41 |
-228,59 |
-238,03 |
-318,44 |
||||
О3 |
Д-4 |
-2,1 |
-3,87 |
-5,97 |
-89,85 |
-80,41 |
-148,18 |
-228,59 |
-170,26 |
-318,44 |
||||
О4 |
Д-5 |
-2,1 |
-4,12 |
-6,22 |
-93,61 |
-80,41 |
-157,75 |
-238,16 |
-174,02 |
-331,77 |
||||
Нижний пояс |
И1 |
а-1 |
3,99 |
2,03 |
6,02 |
90,60 |
152,78 |
77,73 |
230,51 |
243,38 |
321,11 |
|||
И2 |
а-3 |
2,00 |
2,00 |
4,00 |
60,20 |
76,58 |
76,58 |
153,16 |
136,78 |
213,36 |
||||
И3 |
а-5 |
2,03 |
3,99 |
6,02 |
90,60 |
77,73 |
152,78 |
230,51 |
168,33 |
321,11 |
||||
Стойки |
V1 |
1-2 |
-0,97 |
0 |
-0,97 |
-14,60 |
-37,14 |
0 |
-37,14 |
-51,74 |
-51,74 |
|||
V2 |
4-5 |
0 |
-0,97 |
-0,97 |
-14,60 |
0 |
-37,14 |
-37,14 |
-14,60 |
-51,74 |
||||
Раскосы |
Д1 |
2-3 |
2,00 |
0,04 |
2,04 |
30,70 |
76,58 |
1,53 |
78,11 |
107,28 |
108,81 |
|||
Д2 |
3-4 |
0,04 |
2,00 |
2,04 |
30,70 |
1,53 |
76,58 |
78,11 |
32,23 |
108,81 |
||||
Опорные реакции |
VA |
‑ |
1,48 |
0,52 |
2,00 |
30,10 |
|
|
76,58 |
|
106,68 |
|||
VB |
‑ |
0,52 |
1,48 |
2,00 |
30,10 |
|
|
76,58 |
|
106,68 |
||||