Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет, страница 5

А_нт=0,67×А_бр – если опорный узел на лобовой врубке (здесь А_бр – полная площадь поперечного сечения),

R_р – расчетное сопротивление древесины растяжению, принимаемое по приложению 2,

m_в – коэффициент условий работы, учитывающий условия эксплуатации конструкции (приложение 3),

m_о – коэффициент условий работы, учитывающий ослабление поперечного сечения, m_о =0,8.

Выбор конструкции опорного узла фермы на данном этапе расчета осуществляется ориентировочно: при сравнительно больших усилиях в нижнем поясе (N_нп³9т) целесообразно выбрать конструкцию на натяжных хомутах, при малых усилиях – конструкцию на лобовой врубке.

Размеры поперечного сечения, определяемые по формуле (1), следует принимать в соответствии с сортаментом на пиломатериалы (приложение 4) так, чтобы высота сечения превышала ширину в 1,5–1,9 раза.

7. ПОДБОР ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЕРХНЕГО ПОЯСА.

Поперечные сечения  верхних поясов треугольных и полигональных ферм делаются постоянными по всей длине фермы. Расчет ведется по наиболее напряженным стержням:  в треугольной ферме – в первой панели от опоры; в полигональной – в средних или соседних со средними панелях фермы.

Центрально сжатые верхние пояса рассчитывают на прочность по формуле

                                           (2)

и устойчивость по формуле

                                          (3)

где N_вп – максимальное усилие в стержнях верхнего пояса,

А_нт – площадь сечения нетто верхнего пояса (А_нт=0,75×А_бр),

А_р – расчетная площадь поперечного сечения верхнего пояса (в большинстве случаев А_р=А_бр),

R_с – расчетное сопротивление древесины сжатию (приложение 2),

j – коэффициент продольного изгиба.

Последовательность расчета такова. Сначала из условия прочности следует определить (назначить) минимально возможное поперечное сечение верхнего пояса (заранее известно, что это прямоугольник с b_вп=b_нп, h_вп³b_вп).

Затем осуществляется проверка: будут ли стержни верхнего пояса с таким поперечным сечением устойчивы?

Определим гибкость стержня верхнего пояса в плоскости фермы:

,

где  l_x – расчетная длина стержня в плоскости фермы (равна расстоянию между узлами верхнего пояса фермы);

r_x – радиус инерции поперечного сечения верхнего пояса относительно горизонтальной главной оси X:

r_x= 0,289×h_вп.

Гибкость стержня верхнего пояса в плоскости, перпендикулярной плоскости фермы, равна:

 ,

где l_y – расстояние между смежными прогонами; при постановке прогонов в каждом узле верхнего пояса l_y=l_x;

r_y – радиус инерции поперечного сечения верхнего пояса относительно вертикальной главной оси Y:

r_y=0,289×b_вп.

Из двух величин l_x, l_yвыбирают максимальную (она не должна превосходить предельного значения гибкости для данного элемента [l] – см. приложение 5), подставляя ее в зависимость

, если l<70

или

, если l³70

определяют необходимый для формулы (3) коэффициент j. Осуществляя проверку по формуле (3), делают вывод - достаточно ли принятое сечение в смысле обеспечения необходимой устойчивости. Если проверка проходит, назначенное изначально сечение принимается. В противном случае необходимо увеличить высоту сечения и выполнить расчет сначала (проверить прочность, а затем устойчивость верхнего пояса).