Розрахунок ферми

Навантаження від власної ваги плит покриття

Снігове навантаження

Розрахункова схема

Навантаження від власної ваги

Навантаження від власної ваги плит покриття

Снігове навантаження

Епюра N

Епюра Q

Епюра M

Верхній пояс.

Заготовочні блоки для елементів верхнього пояса складаємо з дощок 150x50 мм, які після стругання їх з двох сторін і механічної оброб­ки багатошарового блока набувають розміри 135x4, 45 мм. Беремо по висоті блока вісім дощок, тоді висота перерізу пояса 8x4, 45 = 35, 6 см.

Для зменшення розрахункового згинаючого моменту від місцевого навантаження вузли верхнього пояса вирішуються позацентрово з від’ємним ексцентриситетом дії внутрішнього поздовжнього зусилля . Завдяки цьому з'являється розвантажувальний момент , а розрахунковий момент дорівнює , тут - згинаючий момент з урахуванням деформованої схеми верхнього пояса.

Оптимальне значення ексцентриситету знайдемо, якщо прирівняємо напруженняв середині панелі й по краях, за формулою

де

при ; і фактичному розрахунковому опорі клеєної деревини другого сорту

Конструктивно ексцентриситет одержують врубкою чи зміщенням площадки упору у вузлах на глибину 2е від верхньої кромки елементів. Перевіряємо можливість утворення e за умови зминання деревини у торцях елементів. Необхідна висота площадки зминання

,

приймаємо .

Максимальне можливе значення ексцентриситету

,

приймаємо , а глибину врубки .

Прогин панелі верхнього пояса від місцевого навантаження при .

Нa цю величину зменшується ексцентриситет е_кон, тоді розрахункова величина ексцентриситету .

Розрахунковий згинаючий момент з урахуванням деформованої схеми панелі верхнього пояса

Нормальні крайові напруження в перерізі при

Максимальні напруження сколювання в опорних перерізах панелі

де ; – коефіцієнт концентрації напружень сколювання при спиранні елемента на частині торця, при .

Плити покриття забезпечують суцільне розкріплення верхнього пояса в площині схилу даху, тому перевірку його на стійкість плоскої форми деформування не робимо.

Нижній пояс.

Розрахункове зусилля . Необхідна площа перерізу двох кутиків металевого стрижня

,

де 0, 8 - коефіцієнт, що враховує можливу неспільну роботу двох кутиків; – коефіцієнт умови роботи. Приймаємо нижній пояс з двох кутиків 63x40x6 з , , . Спільна робота кутиків забезпечується накладками з таких самих кутиків, розташованих за довжиною з кроком . Гнучкість стрижня , тому зменшуємо його вільну довжину з допомогою підвіски з круглої сталі .

Опорний розкіс 9, в якому діє зусилля , проектуємо також з кутиків 63x40x6. Необхідна довжина зварних швів катетом , що приєднують стрижень до карнизного вузла,

де 0, 7 - коефіцієнт, що враховує частину зусилля, яка діє по обушках кутиків; 0, 8 – коефіцієнт несумісної роботи кутиків.

Опорний стояк. Розрахункове зусилля , розрахункова довжина . Приймаємо стояк з трьох дощок перерізом 13, 5x13, 35 см.

Гнучкість стрижня

,

коефіцієнт .

Перевіряємо переріз стояка

Проміжний стояк 10, в якому діє зусилля , проектуємо також з трьох дощок перерізом 13, 5x13, 35 см.

Гнучкість

,

коефіцієнт .

Перевіряємо переріз стояка

.

Розкіс 11. У разі зовсім незначного розрахункового зусилля визначальним є добір перерізу стрижня за гнучкістю. Мінімальний розмір перерізу за граничною гнучкістю

,

де 0, 8 – коефіцієнт, що уточнює вільну довжину стрижня. Приймаємо розкіс з трьох дощок перерізом 13, 5x13, 35 см з клеєної деревини.

Розрахунок і конструювання вузлів

Карнизний вузол. Сталевий башмак складається з бокових фасонок, між якими приварений швелер, і горизонтального опорного листа. Габарити башмака визначаються розмірами швелера, опорного листа й довжиною зварних швів , що приєднують опорний розкіс до башмака.

Розрахунок упора. Поздовжнє зусилля, що діє у верхньому поясі, передається у вузлі лобовим упором в швелер. Висота швелера визначається прийнятою висотою площадки зминання торця верхнього пояса в упорі . Приймаємо швелер № 10 з такими розмірами: ширина полки , товщина стінки , товщина полки ; , , , . Швелер працює на згинання, як балка, що защемлена на опорах, під тиском

.

Згинаючий момент ;

необхідний момент опору швелера

Укріплюємо швелер ребром жорсткості завтовшки , висотою . Положення нейтральної осі перерізу упору при та

Момент інерції перерізу

,

момент опору перерізу

.

Стінка швелера розміром працює на згинання, як плита, що защемлена по контуру. При співвідношенні знаходимо коефіцієнт .

Тиск на стінку .

Згинаючий момент .

Необхідна товщина стінки

При обмежених розмірах швелера немає можливості ставити додаткові ребра жорсткості, тому між швелером і торцем верхнього пояса розміщуємо упорний лист завтовшки , який горизонтальними швами приварюємо до швелера, а вертикальними - до фасонок башмака.

Загальна довжина зварних швів, якими упор приварено до фасонок,

(тут 8 см – непровар швів).

Розрахункова несуча здатність зварних швів катетом

.

Розрахунок опорного листа. Під листом відбувається зминання деревини верхнього пояса впоперек волокон від зусилля . Необхідна довжина площадки зминання

,

де – розрахунковий опір зминанню впоперек волокон деревини в опорних частинах конструкцій.

Конструктивна довжина площадки зминання

,

тобто прийнятої довжини горизонтального листа, що дорівнює товщині опорного стояка , достатньо.

Опорний лист працює на згинання, як плита, защемлена по трьох сторонах під навантаженням, що дорівнює різниці між тисками від опорного стояка