КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ.

Верхний пояс. Верхний пояс рассчитываем как сжато-изгибаемый стержень, находящийся под действием внецентренно приложенной нормальной силы и изгибающего момента от поперечной нагрузки панели. Для расчета принимаем расчетное усилие в опорной панели (4-10)(снег на всем пролете) (т.к. N_(4-10) = N_(3-9)):

N_(4-10)=59,0 кН.

Максимальный изгибающий момент в панели фермы от внеузловой равномерно распределенной нагрузки определяем с учетом, что на верхний пояс приходится половина собственного веса фермы

Принимаем сечение верхнего пояса в виде клееного пакета, состоящего из черновых заготовок по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов второго сорта (применительно к ГОСТ 24454-80) сечением 45х175 мм.

Принимаем расчетные характеристики древесины второго сорта по табл.3 СНиП II-25-80. Расчетное сопротивление изгибу и сжатию: R_и= R_c =15 МПа.

Приближенно требуемая площадь сечения:

После фрезерования черновых заготовок по пластям на склейку идут чистые доски сечением 35х175мм. Клееный пакет состоит из 10 досок общей высотой 10х35=350мм. После склейки пакета его еще раз фрезеруют по боковым поверхностям; таким образом, сечение клееного пакета составляет 160х350 мм.

Площадь поперечного сечения:

Момент сопротивления сечения:

Радиус инерции:

Гибкость:

Коэффициент учета деформаций:

0,81+0,06*(1-0,81)=0,82

1,22+0,06*(1-1,22)=1,21

Момент с учетом деформаций:

Напряжение в панели АС:

Примем эксцентриситет продольных сил 2 см

Так как панели кровли крепятся по всей длине верхнего пояса, то проверку на устойчивость плоской фермы деформирования не проводим.

Нижний пояс. Расчетное усилие в панели (8-1) нижнего пояса: N_(8-1)= 0, l₀=4,425 м.

Панель (8-1) нижнего пояса фермы формообразующая и выполнена в виде клееного пакета такой же ширины, что и для верхнего пояса – 160 мм, состоящего из черновых заготовок по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов второго сорта (применительно к ГОСТ24454-80) сечением 45х175 мм. Сечение подбираем по предельной гибкости.

При λ_пр = 150 находим высоту сечения: Принимаем пакет из 4 досок общей высотой 14 см.

Сечение панели (8-1) нижнего пояса 160х140мм, F=224 см²,

Расчетное усилие в нижнем поясе (панель (11-1)): N_(11-1) = 65,18 кН.

Панель (11-1) нижнего пояса фермы, выполняют из уголков стали марки ВСт3кп2-1 по ТУ 14-1-3023-80.

Необходимая площадь сечения пояса:

, где (значение R^ст_р берем по таблице 51, а коэффициент условия работы γ_с= 0,9 согласно таблице6, п.5 СНиП II-23-81).

Принимаем два уголка размером: 56х36х4, F=3,58см²;

Тогда

Пролет нижнего пояса Радиус инерции принятых уголков i_x = 0,0178 м. Гибкость нижнего пояса: , где λ = 400 – предельная гибкость металлического нижнего пояса.

Принимаем панель (11-1) нижнего пояса из 2-х уголков 56х36х4мм.

Раскос (10-11). Расчетное усилие в раскосе: N_(10-11) = -7,68кН (сжат), l₀ = 5,346 м.

Сечение раскоса принимаем из клееного пакета такой же ширины, что и для верхнего пояса – 160мм. Высоту сечения раскоса принимают из пяти досок толщиной 35 мм после фрезерования; общая высота пакета h = 5·35 = 175 мм.

Гибкость раскоса:

где А = 3000 – коэффициент для древесины.

Напряжение в сжатом раскосе с учетом устойчивости

Принимаем раскос (10-11) из клееного пакета древесины сечением 160х175мм.

Раскос (8-9). Расчетное усилие в раскосе: N_(8-9) = 63,56 кН (растянут).

Принимаем раскос из двух уголков:

Здесь значение R^ст_р по табл.51, а коэффициент условия работы γ_с=0,9 согласно табл.6, п.5 СНиП II-23-81, где R^ст_р·γ_с=230·0,9=207МПа.

Принимаем уголки размером: _└ 60х6; F_нт = 0,692·10^{-3 м² > 0,15·10-3} м².

Пролет раскоса l₀ = 4,856 м. Радиус инерции принятых уголков i_x = 0,0183 м. Гибкость раскоса: , где λ=400 – предельная гибкость металлического раскоса.

Принимаем раскос (8-9) из уголков сечением 60х6мм.

Стойка (2-8). Расчетное усилие в стойке: N_(2-8)=0, l₀=2,0м.

Стойка формообразующая.

Сечение стойки принимаем из клееного пакета такой же ширины, что и для верхнего пояса – 160 мм. Высоту сечения стойки принимают из четырех досок толщиной 35 мм после фрезерования; общая высота пакета h = 4·35 = 140 мм.

Гибкость стойки:

Принимаем сечение стойки из клееного пакета древесины 160х140мм.

Стойка (9-10). Расчетное усилие в стойке: N_(9-10) = -20,37 кН, l₀ = 2,5 м.

Сечение стойки принимаем из клееного пакета такой же ширины, что и для верхнего пояса – 160 мм. Высоту сечения стойки принимаем из четырех досок толщиной 35 мм после фрезерования; общая высота пакета h = 4·35 = 140 мм.

Гибкость стойки: , тогда коэффициент продольного изгиба: где а=1 – коэффициент для древесины.

Напряжение в сжатой стойке с учетом устойчивости:

Принимаем стойку из клееного пакета древесины сечением 160х140мм.

Стойка (11-12). Расчетное усилие в стойке: N_(11-12) = 0, l₀ = 3,0 м.

Сечение стойки принимаем конструктивно из круглой стали Ø 18 мм. Металлическая подвеска выполняет роль поддержания нижнего пояса (уменьшения рабочего пролета нижнего пояса).

Принимаем сечение тяжа Ø 18мм.