Среднее нормальное напряжение в нижнем растянутом поясе, считая, что по высоте пояса оно распределяется равномерно:
Напряжение в сжатом поясе
где 
Рис. 4.2. – Поперечные сечения стыка фанерной стойки и пояса
Касательные напряжения в стенке балки по нейтральной оси проверяем в сечении на опоре, где поперечная сила имеет наибольшее значение. Приведённый к фанере статический момент поперечного сечения балки:
Приведённый к фанере момент инерции поперечного сечения балки
Максимальные касательные напряжения фанерной стенке на уровне кромки растянутого пояса
Максимальные касательные напряжения по швам между фанерой и древесиной проверяем в сечении на опоре. Статический момент поперечного сечения пояса
Расчётная ширина сечения пояса 
Устойчивость фанерной стенки балки проверяется на действие касательных и нормальных напряжений в середине первого пролёта при 
Высота сечения балки 
Высота стенки между осями поясов 
Отношение 
проверяем устойчивость по формуле
где 
и 
по СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» прил.5
Приведённый к фанере статический момент поперечного сечения на высоте внутренней кромки
Поперечная сила в первом отсеке
Касательные напряжения в стенке
устойчивость стенки обеспечена
Проверяем прочность стенки на действие главных растягивающих напряжений проверяем в середине второй панели по формуле:
где 
при угле 
Прогиб в середине пролёта балки с учётом переменности высоты сечения, а также деформаций сдвига от поперечной силы 
где 
Прогиб балки постоянного сечения без учёта деформаций сдвига 
Момент инерции поперечного сечения балки в середине пролёта, приведённый к древесине 
Полный прогиб балки 
Относительный прогиб 
Расчет и конструирование сегментной клееной фермы
Определение общих размеров фермы
Расчетный пролет фермы l = 24,0 м.
Расчетная высота фермы:
м.
Строительный подъем:
см.
Рис. 11. Геометрическая схема фермы.
Радиус кривизны верхнего пояса: 
м.
Центральный угол дуги определяется из выражения: 
,
откуда
.
Длина дуги по оси верхнего пояса: 
м.
Верхний пояс составляем из четырех блоков одинаковой длины, следовательно, длина блоков верхнего пояса:
м < 6,5 м,
т.е. менее максимальной длины досок.
Длина панелей нижнего пояса:
– средняя панель: 
м;
– крайняя панель: 
м.
Длина подвески: 
м.
Длина раскоса: 
м.
Угол наклона верхнего пояса на опоре: 
.
Угол наклона верхнего пояса к горизонту в узле операния пояса на подвеску: 
.
Статический расчет фермы
Сбор нагрузок на ферму
При определении нагрузки от собственного веса крыши приняты: рабочий настил в виде обрешетки из брусков 6´5 см, расположенных через 20 см, с пролетом, равным расстоянию между прогонами l н = 1,15 м, и неразрезные прогоны из двух досок 2´5´20 см с пролетами по 6 м (рис. 3).
Постоянная нагрузка от собственного веса покрытия.
Таблица 3. Расчет веса конструкций покрытия
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
| Мягкая черепица «Pikipoika» (Финляндия) | 0,082 | 1,3 | 0,107 |
| Рулонный материал левизол (ТУ 5774-058-113221100-95) | 0,012 | 1,3 | 0,016 |
| Защитный настил из досок 19 мм | 0,093 | 1,3 | 0,121 |
| Обрешетка из брусков 6´5 см, расположенных через 20 см | 0,086 | 1,2 | 0,112 |
| Два слоя минераловатных плит на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) плотностью 60 кг/м3 и толщиной (2´7) = 14 см. | 0,084 | 1,2 | 0,101 |
| Пароизоляция из 1 слоя пергамина | 0,07 | 1,2 | 0,091 |
| Подшивка из досок 19 мм | 0,093 | 1,2 | 0,121 |
| Прогоны из двух досок 2´5´20 см с расстоянием между ними 1,15 м | 0,087 | 1,2 | 0,113 |
| Итого (g кр): | 0,781 |
Принимая вес покрытия равномерно распределенным по площади его горизонтальной проекции, получим вес крыши на единицу площади плана путем умножения полученного выше веса на коэффициент:
,
где s = 25,74 м – длина дуги верхнего пояса.
В таком случае расчетный вес крыши:
кН/м2.
Погонное значение расчетной нагрузки от веса покрытия:
кН/м.
Постоянная нагрузка от собственного веса фермы со связями определяем по формуле:
кН/м2.
где k с.в. = 3,0 – коэффициент собственного веса стропильной фермы со связями.
Расчетная погонная нагрузка от собственного веса фермы:
кН/м.
Суммарное значение расчетной постоянной нагрузки на ферму:
кН/м.
Рис. 12. Схема постоянной нагрузки на сегментную ферму.
Узловые силы на рис. 12: 
кН;
кН.
Силы F0 и F4 приложены к колонным и в расчете фермы не учитываются.
Опорные реакции: 
кН.
Снеговая нагрузка.
Хотя сбор снеговой нагрузки был уже упомянут в п. 1.3.1, повторимся, проведя его снова.
Город Ярославль находится в III снеговом районе (карта 1 СНиП 2.01.07-85*). Следовательно, нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли sо = 1,0 кПа (табл. 4 СНиП 2.01.07-85*).
Линейно распределенная нагрузка от снега на обрешетину:
,
где g f – коэффициент надежности по нагрузки, для снеговой нагрузки по п. 5.7 СНиП 2.01.07-85* равен 1,6, так как отношение нормативного значения равномерно распределенной нагрузки от покрытия gn = 0,607×1,07 = 0,649 кН/м2 к нормативному значению веса снегового покрова s0 = 1,0 кН/м2, равно gn / s0 = 0,649, что меньше 0,8.
m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемы в соответствии с прил. 3 СНиП 2.01.07-85*;
В – шаг поперечных рам.
Подставив эти значения, получим:
кН/м.
Первый вариант снеговой нагрузки.
Нагрузка принята такой же, как для плоской кровли с уклоном a < 25°, т.е. равномерно распределенная нагрузка по прямой с коэффициентом m = 1,0 (рис. 13).
Рис. 13. Схема первого варианта снеговой нагрузки.
Узловые силы: 
кН;
кН.
Опорные реакции: 
кН.
Второй вариант снеговой нагрузки.
Рис. 14. Схема третьего варианта снеговой нагрузки.
Коэффициент: 
.
Узловые силы: 
кН;
кН;
кН;
где Si – соответствующие площади участков эпюры давления на ферму, полученные графически.
Опорные реакции:
кН;
кН.
Третий вариант снеговой нагрузки.
В соответствии с п. 2 прил. 3 СНиП 2.01.07-85 снеговая нагрузка для здания со сводчатыми покрытиями рассмотрим вариант загружения, показанный на рис. 15.
Рис. 15. Схема второго варианта снеговой нагрузки.
Там же находим, что коэффициент
.
Очевидно, что давление снега на ферму по третьему варианту загружения менее эффективно первого варианта, т.к. ордината криволинейной эпюры на рис. 15 менее значения равномерного давления, показанного на рис. 13. То есть не имеет смысла рассматривать третий вариант снеговой нагрузки в качестве расчетной.
Дата: 2019-02-25, просмотров: 277.
