Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет, страница 2

Основные предпосылки к проектированию:

Длина панели ферм d, считая по  горизонтальной  проекции верхнего пояса, назначается в пределах 1,6 – 2,5 м.

Сжатый верхний пояс изготовляется из дерева – бруса сечением b_впхh_вп (при этом h_вп ³b_вп ). Верхний пояс имеет постоянное поперечное сечение по всей длине.

Сжатые стержни решетки (раскосы) выполняются из деревянного бруса сечением b_рхh_р (может быть h_р<b_р). Раскосы  могут иметь отличающиеся поперечные сечения.

Растянутый нижний пояс проектируется деревянным – из бруса сечением b_нпхh_нп (при этом h_нп>b_нп).

Все элементы фермы, выполненные из дерева (верхний и нижний  пояса,  раскосы),  имеют  прямоугольное поперечное сечение с равной шириной, т.е. b_вп=b_нп=b_р.

Растянутые стойки фермы выполняются из стальных тяжей.

3. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ФЕРМ.

     Принят следующий порядок расчета ферм.

1.  Определение узловых нагрузок, действующих на ферму.

2.  Определение усилий в стержнях фермы.

3.  Подбор поперечного сечения нижнего пояса.

4.  Подбор поперечного сечения верхнего пояса.

5.  Подбор сечений раскосов.

6.  Подбор сечений стоек.

7.  Расчет и конструирование опорного узла.

8.  Расчет и конструирование промежуточных узлов.

Рекомендуется после выполнения первых шести пунктов этого перечня сразу же приступить к вычерчиванию фермы и в дальнейшем вести расчет и конструирование параллельно.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УЗЛОВЫХ НАГРУЗОК.

При определении усилий принимается, что все нагрузки (включая собственный вес фермы) приложены к узлам  верхнего  пояса, в виде сосредоточенных сил G и Р. Сила G обусловлена действием постоянной нагрузки (собственный вес). Сила Р - действием временной нагрузки (снеговая нагрузка).

Постоянная расчетная узловая нагрузка определяется по формуле:

                   G=(g+g_св)×a×d/cos(a).    

Здесь:

g – полная расчетная постоянная нагрузка на 1  м² поверхности кровли,

g_св – расчетное значение собственного веса  фермы,  приведенное к 1 м² поверхности кровли,

а – шаг ферм,

d – длина горизонтальной проекции панели фермы,

a – угол наклона верхнего пояса.

Нагрузку g можно определить так:    

                   g = g₁+g₂+g₃,    

где: g₁ – собственный  вес 1 м² покрытия (гидроизоляционный рубероидный ковер, настилы, утеплитель) с учетом коэффициента надежности по нагрузке g_f (при учете собственного веса утеплителя  g_f =1,2, для остальных материалов g_f=1,1);

g₂ – собственный вес прогона, отнесенный к 1 м² площади покрытия:

g₂= A_пр×g ×g_f ×(1/d),

где: А_пр – площадь поперечного сечения прогона,

g – объемный вес древесины, определяемый по данным, приведенным в приложении 1;

g₃ – собственный вес стропильной ноги, отнесенный к 1м² площади покрытия:    

g₃= A_стр×g×g_f×(1/C),    

где: А_стр – площадь поперечного сечения стропильной ноги,

С - расстояние между стропильными ногами (шаг стропил).

Нагрузка gсв определяется по формуле:

,

где: р_сн – расчетная снеговая нагрузка на 1 м² поверхности кровли,

l - пролет фермы,

k_св – коэффициент, зависящий от типа и конструкции фермы, принимаемый ориентировочно для треугольных ферм равным от 4,5 до 6,0, а для полигональных - 4,0 – 5,5.