Примеры расчета деревянных конструкций: Учебное пособие по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс», страница 15

Рисунок 19. Нагрузки действующие на ферму

Рисунок 20. Расчетная схема фермы

Результаты определения геометрических параметров сводим в табл.7.

Таблица 7 - Геометрические характеристики узлов элементов фермы

№ узла	х	у	, град.	μ1	μ2	Р1,  т/м	Р2, т/м
1	0	0	33	0,509	1,7322	0,7696	2,619
4	2,18	1,61	22	0,775		1,1718	2,14
7	4,56	2,56	22	0,775		1,3218	1,62
6	6,93	3,51	7	0,9759		1,4755	1,11
9	9,46	3,84	7	0,9759		1,4755	0,55
3	12	4,16	7	0,9759	0	1,4755	0
11	14,54	3,84	7	0,9759		1,4755	0,28
12	17,07	3,51	7	0,9759		1,4755	0,55
14	19,44	2,56	22	0,775		1,3218	0,81
16	21,82	1,61	22	0,775		1,1718	1,07
2	24	0	33	0,509	0,8661	0,7696	1,309

         Постоянная нагрузка на конструкцию покрытия включает в себя нагрузки плит покрытия и кровли, учитывая шаг ферм, что составляет Р = 0,0596·6,3 = 0,375 т/м. Ветровая нагрузка в расчете не учитывается, т. к. аэродинамический коэффициент с<0 по прил. 4 [3], т. е. на поверхности фермы наблюдается отрицательное ветровое давление.

         Статический расчет выполняем в программе Structure CAD. Тип схемы – плоская шарнирно–стержневая система. Для статического расчета учитываем модуль упругости Е = 10⁶ т/м², коэффициент Пуассона μ = 0,3. Предварительно задаемся жесткостью элементов фермы: сечение верхнего пояса 250х180мм, стойки и раскосы  180х130мм, нижний пояс принимаем из двух равнобоких уголков 63х6 расстояние между ними 46мм. Заделку опор принимаем: в правой опоре – шарнирно-подвижную, в левой - шарнирно-неподвижную. Нагрузку на стержни задаем трапециевидной относительно общей системы координат. Для выбора расчетных сочетаний усилий задаем специальные исходные данные: собственный вес вышележащих конструкций принимаем тип нагрузки – постоянная, снеговая – кратковременная. Взаимоисключения двух снеговых нагрузок учитываем простановкой коэффициента, равного единице, в первом столбце   соответствующей графы.

2. Проверка принятого сечения

Проверка сечения верхнего пояса фермы

В соответствии с п.4,17 [2], проверку сечения на прочность выполняем по формуле:

,

где    ;

          – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации конструкции ([1] п.3.2, табл.5),

          – коэффициент для сжато-изогнутых элементов ([1] п.3.2, табл.7),

         Все расчетные нагрузки, максимальные моменты, продольные и поперечные силы, берем по приложению 1, в соответствии с сечениями. Для верхнего пояса M_max= 180540 кгс∙см, N=30453 кгс/см².

         Принимаем сечение пояса 250 х 180; F_бр =450 см² ,   W_бр=1975 см³

Гибкость в плоскости системы:

.

Тогда коэффициент продольного изгиба:

,

где    a – коэффициент для древесины равный 0,8.

.

Вычисляем прочность поперечного сечения:

.

         Расчёт на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов:

,  ([1] п.4.18).

,

где    k_ф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке  ([1] прил.4 таб.2).

.

         3. Расчёт стоек и раскосов

         Сечение стоек и раскосов принимаем одинаковыми (180х130), исходя из условий прочности, устойчивости и предельной гибкости .

         Проверяем на устойчивость сжатые элементы

,

где    R_с=180 кгс/см² ([1] п.4.2).