Проектування ферми
а) Верхній пояс Приймаємо ширину перерізу пояса b=13,5см, висоту h=40см. Заготовчі блоки для елементів верхнього пояса складаємо з дощок 150×50мм, які після механічної обробки багатошарового блока набувають розміри 135×44,5мм. Беремо по висоті блока 9 дощок, тоді висота перерізу пояса 9×4,45=40см. Геометричні характеристики пояса Fn=540см2, Wn=3600см3, І=72000см4. Розраховуємо верхній пояс як елемент, що працює на стискування зусиллям N=163,758кН і згинання від місцевого навантаження g=(0,681+1,5)•5,8+0,297=12,9кН/м, де 0,297кН/м=0,135•0,4•5•1,1 – навантаження від власної ваги верхнього пояса. Для зменшення розрахункового згинаючого моменту від місцевого навантаження вузли верхнього пояса вирішуються позацентрово з від’ємним ексцентриситетом дії внутрішнього поздовжнього зусилля N=163,758кН. Завдяки цьому з’являється розвантажувальний момент Мрозв=Ne, а розрахунковий момент дорівнює Мрозр=МД-Мрозв. Оптимальне значення ексцентриситету знайдемо, якщо прирівняємо напруження в середині панелі й по краях, за формулою см, де Мg=12,9•4,5312/8=33,1кН•м; , при λ=453,1/(0,289•40)=39,2. Конструктивно ексцентриситет одержують врубкою чи зміщенням площадки упору у вузлах на глибину 2е від верхньої кромки елементів. Перевіряємо можливість утворення ексцентриситету е за умови зминання деревини у торцях елементів. Необхідна висота площадки зминання см, з умови hзм/h≥0,4, що спричинено можливим сколюванням, hзм=0,4•40=16см, приймаємо hзм=16см. Максимально можливе значення ексцентриситету еКОН=(h-hзм)/2=(40-16)/2=12см, приймаємо еКОН=12см, глибину врубки 24см. Прогин панелі верхнього пояса ферми від місцевого навантаження см. На цю величину зменшується ексцентриситет еКОН, тоді розрахункова величина ексцентриситету ефакт=12-0,98=11,02см. Розрахунковий згинаючий момент з урахуванням деформованої схеми панелі верхнього поясаМД=Мg/ξ-Nефакт=3310/0,895-163,758•11,02=1893,71кН•см. Нормальні крайові напруження в перерізі N/Fрозр+МД/Wрозр=(163,758/540+1893,71/3600)•10=8,29МПа<Rc=14,78МПа. Максимальні напруження сколювання в опорних перерізах панелі МПа<Rск•тШ/γп=2,1•0,95/0,9=2,1МПа, де Q=12,9•4,531/2=29,22кН, S=13,5•402/8=2700см3, kτ – коефіцієнт концентрації напружень сколювання при спиранні елемента на частині торця, при hзм/h=16/40=0,4 – kτ=2,4. Плити покриття забезпечують суцільне розкріплення верхнього пояса в площині схилу даху, тому перевірку його на стійкість плоскої форми деформування не робимо. б) Нижній пояс Розрахункове зусилля N=178,92кН. Необхідна площа перерізу двох кутиків металевого стрижня см2, де 0,8 – коефіцієнт, що враховує можливу неспільну роботу кутиків; γс=1 – коефіцієнт умов роботи. Приймаємо нижній пояс з двох кутиків 63×4 з F=9,92см2, rL=1,95см. Можлива вільна довжина пояса за умови гнучкості l0=400•1,95=780см<900см, тобто необхідно зменшити його вільну довжину з допомогою підвіски з круглої сталі d=1,8см. Спільна робота кутиків забезпечується накладками з таких самих кутиків, розташованих за довжиною з кроком аН=900/6=150см<80•1,95=156см. в) Опорний розкіс Розрахункове зусилля N=177,269кН, проектуємо з кутиків 63×4. Необхідна довжина зварних швів катетом kf=4мм, що приєднують стрижень до карнизного вузла, см. г) Опорний стояк Розрахункове зусилля N=-119,280кН, розрахункова довжина lоп=1,95м. Приймаємо з чотирьох дощок перерізом 13,5×17,8см. Гнучкість стрижня , коефіцієнт ϕ=3000/49,982=1,2 Перевіряємо переріз стояка МПа<Rc=11МПа. ґ) Проміжний стояк Розрахункове зусилля N=-59,640кН. Приймаємо з трьох дощок перерізом 13,5×13,35см. Гнучкість стрижня , коефіцієнт ϕ=3000/64,152=0,73 Перевіряємо переріз стояка МПа<Rc=11МПа. Стояки виконуємо з клеєної деревини третього сорту. д) Розкіс У разі зовсім незначного зусилля N=-19,549кН визначальним є добір перерізу стрижня за гнучкістю. Мінімальний розмір за граничною гнучкістю [λ]=150 а=(540,8•0,8)/(0,289•150)=9,98см<13,35см. Приймаємо розкіс з трьох дощок перерізом 13,5×13,35см з клеєної деревини третього сорту. 11. Розрахунок і конструювання вузлів
|