Расчет сегментной фермы

fy">   Изгибающий  момент в средней части плиты, считая края плиты защемленными:

кНсм.

   Необходимая толщина плиты:

см.

   Принимаем толщину плиты равной 14 мм. 

   Промежуточный узел верхнего пояса.

   Усилия, действующие в узле: N_B-1 = – 304,8 кН; N_B-2 = –282,0 кН; N_2-3 = 38,4 кН; N’_2-3 = – 38,8 кН. 

   Центральный болт.

   Прикрепление  раскоса к верхнему поясу осуществляется одним центральным болтом d = 2,4 см, имеющим четыре среза. Работу двух срезов в соединении с накладками принимаем в расчете с коэффициентом условий работы g_с = 0,5, учитывая таким образом податливость крепления накладок к поясу. Расчетное число срезов болта п = 2 + 0,5×2 = 3.

   Несущая способность этого соединения определяется:

– по смятию древесины (табл. 17 СНиП II-25-80):

кН,

где с = 16 см – ширина верхнего пояса;

k_a - коэффициент, учитывающий угол наклона усилия к волокнам древесины a = 43,77° (табл. 19 СНиП II-25-80);

– по изгибу болта:

кН;

   Найденные величины превышают наибольшее усилие в раскосе N’_2-3 = – 38,8 кН.

   Металлические накладки прикрепляются к раскосу четырьмя глухарями d = 2 см; l = 12 см – по два глухаря с каждой стороны раскоса.

   Несущая способность прикрепления глухарями  накладок к раскосу:

– по смятию древесины:

кН > 38,8 кН,

где а = l - d_н = 12 – 0,8 = 11,2 см – длина защемления глухаря в древесине;

d_н – толщина накладки;

т – число глухарей.

– по изгибу нагеля:

кН > 38,8 кН. 

Рис. 23. Чертеж промежуточного узла верхнего пояса. 

   Стальные  накладки.

   Накладки  рассчитываем на растяжение и сжатие с учетом продольного изгиба из плоскости фермы.

   Сечение накладки 0,8´8,0 см.

   Площадь сечения:

см²;

см².

   Гибкость  накладки из плоскости фермы:

< 150,

где l₀ = 46,5×0,7 = 32,6 см – расчетная длина накладки при расчете на продольный изгиб, считая один конец закладки защемленным (табл. 71,а СНиП II-23-81).

   Коэффициент устойчивости при l_х = 141 j = 0,356 (табл. 72 СНиП II-23-81).

   Проверяем несущую способность накладки:

– по прочности:

кН/см² < кН/см²;

– по устойчивости:

кН/см² > кН/см². 

   Средний узел нижнего пояса.

   Стойка 3-3’ при расчетном усилии N_3-3’ = 10,2 кН прикрепляется к узлу нижнего пояса двумя глухарями d = 2,0 см, l = 12,0 см.

   Каждый  раскос с расчетным усилием, равным N_2-3 = 38,8 кН, прикрепляется четырьмя такими же глухарями (см. расчет промежуточного узла). В среднем узле осуществляется стык нижнего пояса при помощи накладок и вертикальных фасонок.

   Длина швов для прикрепления уголков к  фасонкам определена в расчете опорного узла фермы. 

Рис. 24. Чертеж среднего узла нижнего пояса. 

   Коньковый узел.

   Прикрепление  стойки 3-3' назначается конструктивно. Стык блоков верхнего пояса выполняется  аналогично конструкции промежуточного узла верхнего пояса. 

Рис. 25. Чертеж конькового узла. 

5. Краткие указания по изготовлению конструкций

 

   Верхние клееные пояса ферм изготавливаются  из пиломатериала II и III качественных категорий  с влажностью не более 15%.

   Пиломатериал III категории используется в средней  части сечения пояса по высоте (см. рис. 18). Верхние и нижние доски пояса по высоте 0,1 h (но не менее двух досок в каждой зоне) должны быть изготовлены из пиломатериала II категории.

   Для раскосов и стоек фермы, загруженных  при растяжении не более чем на 70%, применяется древесина II категории. 

   Доски по плоскостям склеивания должны быть чисто остроганы на станках.

   В случае использования для поясов короткого пиломатериала в верхней  и нижней зонах пояса должны стыковаться на «ус» с длиной стыка не менее десятикратной толщины доски или на зубчатый шип.

   В средней зоне пояса (по высоте) стыки  досок осуществляются впритык.

   Расстояние  между стыками смежных досок  должно быть не менее 20 толщин стыкуемых досок. В одном поперечном сечении допускается стыковать не более 25% всех досок и не более одной доски в наиболее напряженной зоне.

   Для склеивания досок рекомендуется  водостойкие фенолформальдегидные клеи КБ-3 или СП-2. 

   Для получения сплошного слоя пароизоляции полоса толя заранее прикрепляется  к прогонам снизу. После устройства подшивки края полосы отгибаются и на них сверху наклеивается на мастике слой толя, укладываемый между прогонами (рис. 3).

   Должен  выполнятся строительный подъем. 

   Мероприятия по химической защите древесины указаны  в табл. 6. 
 

Таблица 6. Химическая защита фермы

 
 

 

3. расчет  и конструирование  клееной колонны

 

1. Расчет  колонны

 

   Колонна принимается дощатоклееной, постоянного по высоте сечения.

   Нагрузка  на колонну передается через опорный  узел фермы и равна реакции  на опоре, то есть

кН.

   Фактическая высота колонны:

м,

где Н₁ – высота колонны от уровня пола до низа ригеля;

Н_ф – отметка верха фундамента;

   Расчетная схема колонны принимается в  виде центрально сжатого стержня  с жестким закрепление внизу  и шарнирным – вверху.

   Расчетная длина колонна в плоскости и из плоскости рамы

м,

где m - коэффициент расчетной длины, принимаемый по п. 4.21 СНиП II-25-80.

   Центрально  сжатые элементы рассчитываются по формулам:

– на прочность:  ;

– на устойчивость:  .

   Считая  сечение колонны сплошным (без ослаблений), можно говорить о том, что F_нт = F_бт. Таким образом, принимая во внимание то, что коэффициент устойчивости по определению менее единицы, сечение будем подбирать исходя из требований устойчивости.

   Зададимся гибкостью колонны l = 70, тогда по п. 4.3 СНиП II-25-80:

.

   Требуемая площадь сечения:

см².

   Задавшись шириной колонны b = 16 см, получим требуемое значение высоты сечения:

см,

принимаем h = 16,5 см, кратно 33 мм.

   Площадь сечения:

см².

   Момент  инерции:

см⁴.

   Гибкость  колонны из плоскости рамы:

.

   Примем гибкость колонны l = 100, тогда коэффициент устойчивости

.

   Требуемая площадь сечения:

см².

   Задавшись шириной колонны b = 16 см, получим требуемое значение высоты сечения:

см,

принимаем h = 33 см, кратно 33 мм.

   Площадь сечения:

см².

   Момент  инерции:

см⁴.

   Гибкость  колонны из плоскости рамы:

.

.

   Требуемая площадь сечения:

см².

   Задавшись шириной колонны b = 16 см, получим требуемое значение высоты сечения:

см,

принимаем h = 16,5 см, кратно 33 мм.

   Площадь сечения:

см².

   Момент  инерции:

см⁴.

   Гибкость  колонны из плоскости рамы:

.

   Получим сечение 16´33 см (рис. 26). 

     

Рис. 26. Сечение колонны. 

2. Расчет  и конструирование  узла защемления колонны  в фундаменте

 

   Так как колонна центрально сжата, то узел базы колонны не требует расчета  и принимается конструктивно (рис. 27). 

Рис. 27. Узел защемления колонны в фундаментах:

1 – вклеенные  стальные стержни; 2 – ж/б элемент,  заделываемый в фундамент; 3 –  ж/б фундамент.