КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Расчет деревянных ферм
Узлы многоугольной брусчатой фермы (рис. 8.5, б) решаются различными вариантами. Опорный узел этой фермы выполняют с применением стального башмака, состоящего из опорного листа, двух вертикальных фасонок и наклонной диафрагмы, служащей опорой опорного бруса верхнего пояса. Стальные уголки нижнего пояса вводятся в зазор между фасонками и крепятся к ним сварными швами. Промежуточные узлы нижнего пояса крепятся с помощью стальных накладок и болтов. Накладки брусьев крепятся к стальной шпильке с нарезками на концах, приваренной к нижнему поясу. Промежуточные узлы верхнего пояса крепятся с помощью стальных накладок, стальных вкладышей, двусторонних деревянных накладок и болтов. Стальные накладки брусьев крепятся к болту, пропускаемому через вкладыш и. накладки. Брусья верхнего пояса соединяются в узле деревянными накладками и болтами. Узлы треугольных и пятиугольных брусчатых ферм со стальными или деревянными нижними поясами решаются с применением стальных креплений лобовых упоров, лобовых врубок, болтовых и сварных соединений. Они описаны в ряде материалов по конструкциям из дерева и пластмасс. у Узлы треугольной дощатой фермы с двойными поясами включают: опорный узел, который решается с помощью дощатых накладок, прокладок и болтов; коньковый узел, выполняемый с помощью лобового упора, перекрытого накладками и прокладками. Доска стойки вводится в зазор между прокладками и крепится к накладкам болтами; средний узел нижнего пояса, который решается тоже с помощью накладок, прокладок и болтов. Доски решетки вводятся в зазоры между досками поясов и крепятся болтами. Узлы треугольной дощатой фермы из одиночных досок решаются с применением зубчатых стальных пластин. Все стержни фермы имеют однодощатые сечения одинаковой толщины и находятся в одной плоскости. Каждый узел соединяется двумя зубчатыми пластинами, зубья которых впрессовываются с обеих сторон. Расчетные нагрузки, действующие на ферму, состоят из постоянных и временных. Постоянная нагрузка g включает в себя нагрузку от собственного веса всех элементов покрытия и собственного веса фермы, который может быть определен по эмпирической формуле. При этом должны быть учтены коэффициенты надежности у и шаг расстановки ферм В. Постоянная нагрузка считается равномерно распределенной по длине пролета фермы. Временная снеговая нагрузка s определяется по СНиПу и является равномерно распределенной по длине пролета или по длинам полупролетов фермы. На сегментную ферму может действовать также треугольная снеговая нагрузка Si с максимальными значениями над опорами и нулевым значением в половине пролета фермы (см. расчет сегментных арок). Ветровая нагрузка w при расчете большинства ферм не учитывается, так как она действует в виде отсоса и уменьшает усилия в стержнях ферм от основных нагрузок. При наличии подвесного потолка, чердачного перекрытия или подвесного оборудования нагрузки от них сосредоточиваются в узлах нижнего пояса фермы. Геометрический расчет заключается в определении длин осей всех стержней фермы и углов их наклона к горизонтальной проекции и между собой в узлах. В сегментной ферме необходимо определить радиус и длину верхнего пояса, длины хорд его стержней, их горизонтальные проекции и стрелы выгиба. При этом можно использовать геометрический расчет сегментной арки. Статический расчет заключается в определении усилий, действующих в стержнях фермы от всех расчетных нагрузок и их сочетаний. Продольные силы N определяются во всех стержнях фермы. Для этого распределенные нагрузки, действующие в верхнем поясе, условно считают сосредоточенными в его узлах. Гнутые оси стержней верхнего пояса сегментной фермы условно заменяют их хордами. Затем определяют продольные силы методами построения диаграммы усилий Максвелла — Кремона, вырезания узлов или методом сечений. Примеры построения диаграммы усилий показаны на рис. 8.6. Продольные силы в стержнях симметричных ферм можно определять только в одной, например, левой половине фермы в следующем порядке. Сначала определяют усилия от равномерно распределенной снеговой нагрузки на одном, например, левом полупролете фермы, затем на одном правом полупролете. Это можно сделать при помощи построения одной диаграммы от левосторонней нагрузки. Усилия от правосторонней нагрузки будут равны усилиям в стержнях незагруженной половины фермы
Рис. 8.6. Нагрузки и усилия в стержнях ферм: s а — треугольной; б —сегментной; / — схемы и нагрузки; // — диаграммы усилий Максвелла — Кремона Продольные силы от равномерно распределенной снеговой нагрузки на всем пролете фермы определяют как сумму сил от нагрузок на полупролетах. Продольные силы от собственного веса определяют путем умножения сил от снеговой нагрузки на всем пролете на отношение значений постоянной нагрузки к снеговой — g/s. Продольные силы можно определять только от треугольной снеговой нагрузки с наибольшим значением на опоре, расположенной на левом или правом полупролете фермы. В верхних поясах всех ферм действуют только сжимающие силы Nc, в нижних поясах — только растягивающие силы Np, в нисходящих раскосах треугольных ферм — только сжимающие силы Nc и в стойках решетки — только растягивающие силы Np. В решетке сегментных и многоугольных ферм могут возникать как сжимающие, так и растягивающие силы при односторонних снеговых нагрузках. Полученные величины продольных сил от отдельных нагрузок и их сочетаний записываются в таблицу, форма которой приведена в примере 8,1. Изгибающие моменты возникают только в сечениях верхних поясов при наличии на них межузловой нагрузки. Их определяют следующим способом. Стержни верхнего пояса рассматривают как элементы, шарнирно опертые в узлах, на которые действует межузловая, например равномерно распределенная нагрузка и продольные сжимающие силы, определенные ранее. Силы N действуют вдоль расчетных осей прямых стержней или вдоль хорд гнутых стержней верхнего пояса (рис. 8.7). При равномерно распределенной нагрузке q эти изгибающие моменты
а)
Рис. 8.7. Расчетные схемы работы верхних поясов клеедеревянных ферм: а — гнутого пояса сегментной фермы; б — прямого пояса треугольной и пятиугольной фермы в прямых Мпр и гнутых Мгн стержнях определяют по формулам Мпр = ql2/% - Ne, Мгн = ql2/8 - Nf, где / — горизонтальная проекция прямого стержня или хорды гнутого; е = (h — ho)/2 — эксцентриситет продольных сил в прямом стержне с высотой сечения /г и в концах его /г0; / = /2/8г) — стрела выгиба гнутого стержня. В верхнем поясе сегментной фермы максимальный изгибающий момент возникает в опорных стержнях верхнего пояса при треугольной снеговой нагрузке с максимальным значением на опоре фермы. Максимальные поперечные силы Q возникают там же. Подбор сечений стержней производится с учетом предельно допускаемых их гибкостей X: для стержней верхнего пояса— 120, для сжатых стержней решетки—150, для стальных стержней нижнего пояса — 400. Расчетные длины поясов в плоскости фермы принимают равными расстояниям между их узлами. Расчетные длины поясов из плоскости фермы принимают равными расстояниям между закрепленными их связями или между креплениями настилов или прогонов покрытия. Ширина сечений стержней клеедеревянных ферм принимается, как правило, не больше 17 см, для того чтобы их можно было склеивать из цельных досок без поперечных стыков. Сечение верхних поясов клеедеревянных ферм подбирают с учетом того, что в них действуют изгибающие моменты М и продольные силы N. Высота сечения верхнего пояса может определяться предварительно, приближенно с учетом только продольных сил или только изгибающих моментов по следующим выражениям: Лтр = 0,7 N/Rc; hT, = A/b-1_ WTp = Af/0,8 #„; ЫР = ^j6W/b Проверка напряжении в сечении верхнего пояса производится при сжатии с изгибом по формулам расчета цельнодеревян-ных элементов. При этом определяют его расчетную длину /р, площадь сечения А, момент сопротивления W и радиус инерции i сечения, гибкость стержня А, коэффициент его устойчивости ф, коэффициент учета деформации |, изгибающий момент с учетом деформаций Мл и максимальное напряжение сжатия о, которое не должно превышать расчетного сопротивления древесины сжатию Re, определяемого с учетом ширины сечения b и коэффициентов условий работы — высоты сечения тв и толщины слоев досок, из которых склеен стержень. Сечения деревянных стержней верхнего пояса и решетки, в которых действуют только сжимающие продольные силы, подбирают с учетом того, чтобы их ширина была одинаковой, их гибкость не превышала допускаемой. Их рассчитывают на сжатие с учетом устойчивости по формулам расчета цельнодере-вянных элементов. Сечения растянутых деревянных стержней подбирают и рассчитывают по формуле расчета цельнодеревян-ных элементов. Сечения растянутых стальных элементов подбирают и рассчитывают по нормам проектирования стальных конструкций. При этом ширина нижнего пояса из стальных уголков должна быть, как правило, равна ширине сечений стержней решетки для удобства решений узлов. Расчет узлов деревянных ферм. Лобовые упоры узлов деревянных ферм на смятие при действии продольных сжимающих сил вдоль, поперек или под углом к волокнам древесины -определяют! по формулам расчета на смятие цельно-деревянных элементов. Расчет узлов деревянных ферм обычно производится на действие максимальных усилий соединяемых в них стержней с учетом углов между их осями. Лобовые упоры деревянных элементов в узлах рассчитывают на смятие с учетом того, действуют ли продольные сжимающие силы вдоль, поперек или под углом к волокнам древесины. Число болтов, соединяющих элементы в узлах, определяют с учетом того, работают они вдоль или поперек волокон древесины. Стальные элементы узловых креплений и их сварные соединения рассчитывают по нормам проектирования металлических конструкций. В лобовых врубках проверяют напряжение смятия древесины с под углом к волокнам древесины нижнего бруса под действием сжимающей силы торца верхнего бруса и напряжение скалывания древесины конца нижнего бруса под действием скалывающей силы Т, равной силе растяжения N нижнего бруса. Этот расчет производится по формуле т= Т/А ^ RCKXp, где площадь скалывания А = ЫСК; RCK.cp = RCK/{\ + 0,25/ск/?); e = h/2. Кроме этого, проверяется напряжение растяжения в ослабленном врубкой сечении нижнего бруса. Расчет ферм по второму предельному состоянию (по прогибам нижнего пояса) в большинстве случаев, когда фермы имеют рекомендуемые высоты, не требуется. При отношении высоты к пролету не менее '/7 фермы имеют вполне достаточную жесткость. Однако в процессе эксплуатации, в основном в результате податливости их узлов, фермы могут получить небольшие, но заметные на глаз прогибы нижнего пояса. Для исключения таких прогибов нижним поясам ферм рекомендуется придавать дак называемый строительный подъем, равный 1/200 их пролета. Этот подъем учитывается при геометрическом расчете фермы. При статическом расчете его учитывать не обязательно, поскольку он незначительно влияет, наусилия в стержнях фермы. Расчет по прогибам ферм пониженной против рекомендуемой относительной высоты ' /7 должен производиться с учетом деформаций всех стержней от действия в них усилий от нормативных нагрузок. Связевые фермы обеспечивают устойчивость основных несущих конструкций каркаса, их элементов и воспринимают горизонтальные нагрузки, действующие на здание. Они бывают поперечными и продольными, скатными, вертикальными и наклонными. Скатные поперечные связи (рис. 8.8) являются основными. Они состоят из связевых ферм, которые соединяют верхние пояса или зоны основных несущих конструкций покрытия попарно. Эти связи располагаются наклонно поперек покрытия в плоскости. Опорами их служат конструкции каркаса стен. Поясами связей служат верхние пояса(\ основных конструкций, стойками — горизонтальные брусья или прогоны и плиты настила. Решетка бывает перекрестная или раскосная и выполняется из брусьев или стальных тяжей. а) б) 4 р р р р
Рис. 8.8. Связевые фермы: о — профиль связей; б — план связей; в — схема работы связей
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 7400; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |