![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Исходные данные для проектирования
- •Выбор конструктивной схемы покрытия и крыши
- •Определение общих размеров фермы
- •Расчет щитов покрытия
- •Статический расчёт фермы
- •Ферма с нижним поясом и растянутыми раскосами из круглой стали Подбор сечений элементов фермы
- •Расчёт и конструирование узловых соединений
Статический расчёт фермы
Определение нагрузок.
Собственный вес фермы со связями:
,
где
=3
– коэффициент собственного веса фермы
(табл. 1 [3]).
Расчетная нагрузка на 1 м горизонтальной проекции верхнего пояса фермы:
– от собственного
веса покрытия
;
– от снега
;
– коэффициент перегрузки от снеговой
нагрузки на покрытие.
Расчётные узловые нагрузки:
в узлах А:
– постоянная
;
– от снега
,
где
– длина горизонтальной проекции панели;
в узлах Б и В:
– постоянная
;
– от снега
.
Ветровая нагрузка на ферму не учитывается.
Определение расчётных усилий.
Продольные усилия в элементах фермы определяем при одной комбинации нагрузок:
– постоянная нагрузка и снеговая на всём пролёте;
Расчет фермы выполняем с помощью ПК SCAD.
Ферма с нижним поясом и растянутыми раскосами из круглой стали Подбор сечений элементов фермы
Верхний пояс.
Узлы верхнего пояса выполняются с лобовым упором элементов. Расчет элементов ведем по схеме сжато-изгибаемого стержня. Расчетный пролет l=527см. Подбор сечения проводим по расчетным усилиям, полученным при статическом расчете фермы:
– продольному
усилию в стержне
и изгибающему моменту от внешней местной
нагрузки
.
Для уменьшения
момента от внешней нагрузки
узлы верхнего пояса фермы конструируются
внецентренно с передачей продольных
усилий в стержнях с отрицательным
эксцентриситетом, благодаря чему в
элементах создается разгружающий момент
.
Оптимальную величину эксцентриситета
е
находим из
условия равенства напряжений в сечении
элемента по середине и краям панели:
,
где коэффициентом
задаемся ориентировочно,
=0,5.
Эксцентриситет создается в элементах смещением центра площадок смятия в узлах вниз от геометрической оси верхнего пояса на величину е, что конструктивно достигается устройством врезок в торцах элементов на глубину 2е от верхней грани. Принимаем эксцентриситеты в узлах верхнего пояса одинаковыми и равными е = 8см.
Принимаем верхний пояс из бруса шириной b=18см. Определяем требуемые минимальные размеры торцовых площадок смятия в узлах фермы:
– в опорном и
коньковом узлах (смятие древесины
происходит под углом
=16,4º
к направлению волокон).
Устойчивость верхнего пояса из плоскости фермы обеспечена щитами покрытия.
Растянутые элементы.
Расчетные усилия
в элементах: АД
–
;
ДД'
–
;
ДБ
–
.
Проектируем растянутые элементы из двух круглых тяжей. Требуемая площадь сечения элемента АД:
.
Требуемый диаметр одного тяжа определяем из формулы:
;
,
где 0,8 – коэффициент, учитывающий ослабление сечения резьбой; 0,85 – коэффициент несовместности работы двух стержней.
Аналогично выполняя расчет, находим требуемые сечения остальных элементов.
;
;
;
.
Все элементы принимаем из двух стержней следующих диаметров: АД – d=28мм; ДД' – d=22мм; ДБ – d=18мм. Для уменьшения провисания элемента ДД' предусматриваем подвеску из тяжа d=12мм.
Тяжи элемента ДД' расположены вплотную друг к другу и сварены между собой по длине через 1м. В других элементах тяжи сводятся вплотную на расстоянии 1м от промежуточных узлов нижнего пояса.
Стойка ВД.
Расчетное усилие
,
расчетная длина l=1,53м.
Принимаем по сортаменту сечение стойки 180х75мм. Проверяем принятое сечение:
– из условия смятия подбалки поперек волокон под торцом стойки
>
–
условие не выполняется. Увеличим сечение
стойки, принимаем 200х150мм.
Тогда
<
;
– на устойчивость в плоскости фермы
;
;
<
.