Подбор сечения верхнего пояса

Конструктивный расчет

При проектировании условимся, что для изготовления деревянных элементов сегментной фермы будет использоваться древесина сосна 2-ог сорта по ГОСТ 24454-80, а для изготовления металлических элементов за исключением указанных особо - сталь класса С245 по ГОСТ 27772-88.

С учётом конструктивных требований к опиранию панелей b min = 14см из доски шириной 15см.

Изгибающий момент в панелях разрезного верхнего пояса сегментной фермы определяют по формуле:

, (3.4)

где M₀ – изгибающий момент в свободно лежащей балке пролетом d,

N_d – продольная сила,

h_p – стрела подъема панели.

,

где d₁ – длина хорды.

Определяем изгибающие моменты в опорной панели при различных сочетаниях постоянной и временной нагрузок:

- постоянная Gd и снеговая Qd по всему пролету:

- постоянная Gd и снеговая Qd,∆ по всему пролету:

;

- постоянная Gd и снеговая Qd слева:

;

- постоянная Gd и снеговая Qd справа:

;

- постоянная Gd и снеговая Qd,∆ слева:

;

- постоянная Gd и снеговая Qd,∆ справа:

.

За расчетные усилия принимаем и .

Ширину сечения верхнего пояса и элементов решетки принимаем одинаковой. Подбирем ее из условия предельной гибкости (табл. 7.2[1]) для самого длинного раскоса, у которого l_у =l_z = 5,598м. Тогда , . Исходя из условия обеспечения минимальной площади опирания конструкций покрытия (не менее 55 мм согласно п. 5.3.1.11[1]) и из условия острожки по кромкам по 5,0 мм, ширину принимаем равной 140мм. В соответствии с п. 6.1.1.9[1] и сортаментом (прил. Б, табл. Б.1[1]), толщину досок с учетом острожки принимаем равной 30 мм. Принимаем верхний пояс сечением bхh = 140 х 420мм, (где h = 30 х 14 = 420).

Геометрические характеристики сечения пояса:

,

,

,

.

Проверим сечение сжато-изогнутого элемента по формуле (7.31) [1]:

, (3.5)

где - расчетное напряжение сжатия древесины;

- расчетное сопротивление сжатию вдоль волокна (табл. 6.5[1]), определяемое с учетом п. 6.1.4.1 и п.6.1.4.4[1];

- расчетное напряжение изгибу;

- расчетное сопротивление изгибу (табл. 6.5[1]), определяемое с учетом п. 6.1.4.1 и п.6.1.4.4[1];

- коэффициент, учитывающий увеличение напряжений при изгибе от действия продольной силы, определяемый по формуле:

, (3.6)

где - расчетное сжимающее напряжение;

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле:

, (3.7)

где , (3.8)

где - согласно формуле (6.1) [1];

,

- радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси;

- расчетная длина элемента;

- при шарнирно-закрепленных концах стержня (табл. 7.1[1]).

Таким образом:

,

,

(табл. 7.2[1]);

,

,

,

где f_с,0,d = 15МПа – расчетное сопротивление сжатию для элементов настила из древесины сосны 2-го сорта (табл.6.5 п.в[1]);

k_mod = 1,05 – коэффициент условий работы для 2 класса условий эксплуатации при учете полной снеговой нагрузки (таблица 6.4 [1]),

k_h = 1 – коэффициент, учитывающий высоту сечения, при h < 0,5м (таблица 6.7 [1]),

k_δ = 1,02 – коэффициент, учитывающий толщину слоя, при δ =30 мм (таблица 6.8 [1]),

k_r = 1– коэффициент, учитывающий отношение радиуса кривизны к толщине, при r/b = 1926/3,0 = 642 > 250 (таблица 6.9 [1]),

γ_n = 1 – коэффициент надежности по назначению класс ответственности здания I (стр.34[2]).

,

,

,

- условие выполняется, следовательно принятое сечением bхh = 140 х 420мм оставляем.

Проверяем принятое сечение на устойчивость плоской формы деформирования по формуле (7.35) [1]:

, (3.9)

где n = 2 – показатель степени для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования;

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле:

,

- коэффициент, определяемый по формуле: ,

- коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов, на участке l_m, определяемый по таблица 7.4 [1] и равный 1,75;

l_m – расстояние между опорными сечениями либо точками закрепления сжатой кромки.

Исходя из предположения, что связи будут раскреплять панели пояса фермы по концам и в середине:

,

,

(табл. 7.2[1]),

,

,

, т.е. устойчивость плоской формы деформирования панелей верхнего пояса фермы обеспечена.

Дата добавления: 2015-06-28