Расчет и конструирование центрально-растянутых элементов. Несущаяспособность растянутого элемента, страница 8

Определяем продольное усилие в элементе по формуле:

Подсчитываем значение коэффициента ξ по формуле:

Верхний пояс рассматриваем как  неразрезную двухпролетную балку. С учетом эксцентричного опирания пояса в опорном и коньковом узлах расчетный изгибающий момент в нем будет равен:

Проверку прочности элемента производим по формуле:

Прочность верхнего пояса обеспечена в соответствии с требованиями СНиПов, ГОСТов и Т.У.

Вариант II схема «б».

Исходные данные принимаем по табл. 7.

Расчетное сопротивление древесины принимаем: сосна 2-го сорта .

Определяем площадь сечения элемента верхнего пояса фермы по формуле:

Рассчитываем момент сопротивления панели пояса по формуле:

где: l_o = 3230 мм – расчетная длина элемента верхнего пояса фермы (см. табл. 7).

Определяем гибкость панели верхнего пояса:

Она по расчету аналогична варианту I, схема «а».

Определяем узловую нагрузку на панель  фермы по формуле:

Продольное усилие в элементе определим по формуле от единичной узловой нагрузке:

Рассчитываем значение коэффициента ξ по формуле:

Верхний пояс фермы рассматриваем как  неразрезную двухпролетную балку. С учетом эксцентричного опирания пояса в опорном и коньковом узлах расчетный изгибающий момент в нем будет равен:

Проверку прочности элемента панели пояса производим по формуле:

Прочность верхнего пояса обеспечена в соответствии с требованиями СНиПов, ГОСТов и Т.У.

Практикум

2 часа

Пример 12.

Произвести статический расчет опорного узла сегмента клееной фермы и центрального узла верхнего пояса. По верхнему поясу располагаются прогоны с шагом 2 м (см. рис.)

Опорный узел

Рис. 12. К расчету (вариант) опорного узла сегментной фермы

1 – панель верхнего пояса, 2 - металлическая затяжка, 3 - стальной башмак,   4 - анкерный болт, 5 - опорный лист, 6 - диафрагма, 7 – изоляция, 8 – болты,  9 – сварочные швы

Решение.

Проверку торца пояса на смятие произведем при действии наибольшей продольной силы (сочетание нагрузок) N = 282,1 кН. Задаемся размерами площадки смятия: b = 0,14 м; h_оп = 2/3h = 2/3 · 0,408 = 0,272 м.

Определяем площадь смятия по формуле:

Определяем напряжение при смятии площади по формуле:

В верхнем поясе крепим в узле одним конструктивным болтом диаметром 16 мм. В виду малой величины поперечной силы его расчета не требуется. Кроме того в опорном узле производят расчет толщины стального опорного листа и сварных швов.

Центральный узел верхнего пояса

Рис. 13 а, б. К расчету конькового (центрального) узла

клееной сегментной фермы

1 – деревянная накладка, 2 - болт, 3 – стальная накладка, 4 – центровой болт

Принимаем, что наибольшее усилие центровой болт при односторонней нагрузке, когда в одном из раскосов N′ = + 20,8 кН, а в другом N′′ = - 26,4 кН.

Определяем равнодействующую этих сил «N» (см. рис. 13 а, б), которое имеет значение:

Далее определяем равнодействующую относительно углов наклона плоскости покрытия:

тогда

из полученного результата можно сделать вывод, что равнодействующая сила «N» направлена почти параллельно  волокнам накладки. При таком небольшом значении αk_з = 1.

Принимаем болты d = 24 мм по формулам:

Определяем усилие, которое может воспринять болт  при п_ср = 3 по формуле:

Рассчитываем высоту сечения накладки из условия установки болта d = 24 мм должна быть не менее:

Определяем расчетом число болтов, крепящих раскосы к стальным накладкам (см. рис. 13 а) или к фасонкам.

Принимаем болты d = 20 мм.

Определяем несущую способность одного болта на один условный срез:

Определяем число болтов при действии:

Принимаем два болта и размещаем их в один ряд.

Прочие узлы рассчитывают аналогично.

Практикум

2 часа

Пример 13.

Рассчитать опорный и коньковый узлы многоугольной брусчатой фермы (см. рис. 14 а, б). Сечение верхнего пояса 22×18 см, усилия: в опорной панели N₁ = 30·10⁴ Н; в середине пролета N₂ = 26,7·10⁴ Н. Усилия в среднем раскосе: N₃ = + 3,1·10⁴ Н (снег слева); N₄ = - 1,07·10⁴ Н (снег справа), при снеге на всем пролете усилие в среднем раскосе мизерно. Угол наклона раскоса α = 60^о. Материал – сосна 3-го сорта. Температурно-влажностные условия – Б1. Здание II –го класса ответственности – γ_п = 0,95.