Строительство и архитектура \ Деревянные конструкции

Расчет деревянных конструкций для проектированного здания пролетом 15 метров и длиной 65 метров, страница 2

Забиваем по одному гвоздю в каждую доску. При ширине доски 15 см , шаг расстановки гвоздей вдоль поперечного ребра принимаем равным S=14 см. Нагрузка приходящаяся  на один гвоздь :

Рв.г.= q·B · S =0,547кН/м·1,34 м·0,15 м =0,109 кН< Тв.г.=0,14кН

Условие соблюдается

3.Расчет фермы

3.1 Выбор конструктивной схемы

Конструктивная схема заданна по заданию (сегментная металлодеревянная ферма)

рис. 3.1

3.2. Определение общих размеров фермы.

Расчетный пролет фермы l = 15 метров.   Расчетная высота фермы h = 2,5 м

Радиус кривизны верхнего пояса:

Rk=, т.к. f=l/6 → Rk=

длина дуги по оси верхнего пояса ,

где a - центральный угол дуги, определяемый из выражения:

откуда                        a = 73.74° .

Тогда:            

FK=R·sin α/4=12,5·sin (73,74/4)=3,95 м

 м

3.3.  Сбор нагрузки

Нагрузка от веса крыши принимаем по табл. 2.1.

Нормативная нагрузка:

Sн =2,01 кН/м – нагрузка 1пм от щита покрытия =2,01·5 м·6 шт/15м = 4,02 кН/м

qн =1,501 кН/м – нагрузка 1пм от щита покрытия =1,501·5 м·6 шт/15м =3 кН/м

Расчетная нагрузка :

qр == 1,704 кН/м  – нагрузка 1пм от щита покрытия =1,704·5 м·6 шт/15м = 3,41 кН/м

Sр == 3,216 кН/м  – нагрузка 1пм от щита покрытия =3,216·5 м·6 шт/ 15м = 6,43 кН/м

Ветровая нагрузка ввиду ее малого влияния на ферму не учитывается.

3.4  Статический  расчет ферм

(определений усилий в элементах ферм)

Статический  расчет фермы производится для двух схем загружения :

1 схема – нагрузка от собственного веса покрытия и снеговая нагрузка, равномерно распределенная по всему пролету.

Рис.3.4.1.

2 схема – нагрузка от собственного веса покрытия равномерно распределенная по всему пролету, а снеговая нагрузка - равномерно распределенная на половину пролета.

Рис.3.4.2.

Усилие в элементах от равномерно-распределенной нагрузки сведены в таблицу 3.4.1.

Таблица  3.4.1

Эле-мент фермы

№ стерж-ня

Единичные усилия

Усилия от

qс.в.покр.

Усилия от снега

Расчетные усилия

ℓ

0,5 ℓ

ℓ

0,5 ℓ

qс.в.покр+S

ℓ

qс.в.покр+S

0.5·ℓ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Верхний пояс

О1

-0,827

-0,556

-42,30105

-79,7642

-53,626

-122,065

-95,9273

О2

-0,750

-0,445

-38,3625

-72,3375

-42,92

-110,7

-81,2828

О3

-0,750

-0,305

-38,3625

-72,3375

-29,417

-110,7

-67,7798

О4

-0,827

-0,271

-42,30105

-79,7642

-26,138

-122,065

-68,439

Нижний пояс

U1

+0,734

+0,494

37,5441

70,7943

47,6463

108,3384

85,1904

U2

+0,742

+0,371

37,9533

71,5659

35,783

109,5192

73,73625

U3

+0,734

+0,24

37,5441

70,7943

23,148

108,3384

60,6921

Раскосы

D1

+0,010

-0,085

0,5115

0,9645

-8,1983

1,476

-7,68675

D2

-0,008

+0,095

-0,4092

-0,7716

9,16275

-1,1808

8,75355

D3

-0,008

-0,103

-0,4092

-0,7716

-9,9344

-1,1808

-10,3436

D4

+0,010

+0,095

0,5115

0,9645

9,16275

1,476

9,67425

3.5  Конструктивный расчет фермы

Верхний пояс

Выполняется в виде пакета из досок склееных между собой.


Рис 3.5.

h = = 15/30 = 0,5 м

b =  = 0.5/4 = 0,125 м

F = b ∙ h =0,125 м ∙ 0,5 м = 0,0625 м2

W =  =  = 0.00520833 м3


Рис. 3.6.

Верхний пояс работает на сжатие с изгибом, так как щиты опираются не только в узлах фермы, но и по длине панели верхнего пояса.

δ =

где: ξ - коэффициент учитывающий влияние дополнительного момента от продольной силы  N;

N – максимальное расчетное усилие в верхнем поясе ( О1 ;О2 ;О3 ;О4 )

Мрасч = Мq – N ∙ f0,

Где: Мq  - момент от внешних нагрузок;

Мq =  = = 15,48 кН∙м –для l1

Мq =  = = 19,22 кН∙м –для l2

Где: ℓI  - Проекция хорды панели на горизонтальную ось

f0 = ,      f0 =  = 0,04 м

rк  =  ,      rк  = = 12,5 м

f =  = 2,5 м

М1расч = 15,48 кН∙м –122,065 кН ∙ 0,04 м = 10,597 кН

М2расч = 19,22 кН∙м –110,70 кН ∙ 0,04 м = 11,052 кН

ξ = 1 - ,

где: φ  - коэффициент продольного изгиба.

ℓ0 =  = 4,02 м

r=  = 0,289 ∙ h = 0,289 ∙ 0,5 м = 0,145 м

λ =  ,        λ = = 27,72   ,т.к. λ<70→

φ = 1-0,8 = 0,939

ξ1 = 1 -  = 1 -  = 0,84

ξ2 = 1 -  = 1 -  = 0,855

δ = ;

   δ1 =

4379,09 кН/м2 ≤ 14300 кН/м2

δ2 =

4257,03 кН/м2 ≤ 14300 кН/м2

Условие выполняется

Проверка на устойчивость верхнего пояса из плоскости

δ =

φу →  λу =

ℓ0у =  = 4,02 м

rу =  = 0,289 ∙ b = 0,289 ∙ 0,125 м = 0,036 м

λ = = 111,66 , т.к. λ>70

φ =  = 0,24

δ = =

8137,67 кН/м2 ≤ 14300 кН/м2    устойчивость обеспечена

3.6  Нижний пояс фермы

Работает на растяжение, выполняется из парных уголков  соединенных между собой накладками

По ГОСТ 16350-80 и СНиП 23-01-99определяем климатический район строительства – II4

По табл. 50 (СНиП II-23-81*) «Стальные конструкции» определяем группу:   

2 группа, С 255 по ГОСТ 27772-88.

По табл. 51 (СНиП II-23-81*)  определяем расчетные характеристики   

Ryn=24 кг/мм2,  Ry = 2400 кг/см2

U1  →N1=108,3384

U2 → N2=109,5192

U3 → N3=108,3384

Fтр =  = 0,00045633 м2 = 4,56 см2

По ГОСТу на равнополочные уголки выбираем уголки так, чтобы   2 FL  ≥  Fтр

Сечение: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93    L30x5

Принимаем два уголка 30 х 30 х 5 мм с F = 2,78;   Fф=2∙2,78 = 5,56 см2  ≥ 4,56 см2

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Сечение

 

Сечение: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L30x5

Геометрические характеристики сечения

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

5,56

см2

iy

Радиус инерции относительно оси Y

0,890186

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z

1,514

см
Скачать файл