ПОДБОР СЕЧЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ФЕРМЫ. ПРИМЕР РАСЧЕТА

Исходные данные: 1. полигональная ферма пролетом L = 18,6 м, восьмипанельная, длина панели d = L/8 = 2,35 м; высота фермы h = L/6 =3,1 м, высота опорной стойки h_оп=h-i×L/2=3,1-0,1×09,3=2,17 м (i=0,1 – уклон верхнего пояса);

2. группа конструкций по условиям эксплуатации - AI (внутри- отапливаемое здание);

3. значения расчетных постоянной и временной узловых нагрузок: G=930 кг, P=2620 кг.

Максимальные усилия в верхнем и нижнем поясах получаются в панелях В-4 (N_вп=-21,69 т) и Н3 (N_нп=21,58 т). Усилие в опорном раскосе N_оп= -17,29 т, в наиболее нагруженной стойке N_ст=5,31 т.

Подбор сечений стержней фермы начинается с нижнего пояса.

Нижний пояс.

1. Из условия прочности (1) для центрально растянутого стержня определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения

где m_в=1 (группа конструкций АI) и m_о=0,8.

2.При максимальной степени ослабления сечения н.п. врубкой на глубину h_вр=1/4h_нп (h_нп – высота сеченя н.п.) полная площадь поперечного сечения определяется как

.

3. С учетом требования h_нп³1,5b_нп (b_нп – ширина сечения н.п.) и сортамента пиломатериалов хвойных пород (приложение 4) выбираем сечение н.п. b_нпxh_нп=150x250 мм, при котором А_бр=375 см².

4. Из условия h_вр£1/4h_нп задаемся глубиной врубки в нижний пояс h_вр=6 см (значение h_вр должно быть кратно 0,5 см) и проверяем прочность ослабленного сечения

(Условие выполняется)

Верхний пояс.

1. Из условия прочности центрально-сжатого стержня (2) определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения

где R_c=140 кг/см² (для изготовления поясов фермы применяется древесина II сорта).

2. Определяем требуемое значение полной площади поперечного сечения с учетом ослабления сечения в.п. врубкой (h_вр=1/4h_вп)

.

3.Ширина сечения в.п. b_вп принимается равной b_нп 0, т.е. b_вп=b_нп=15 см. Требуемое значение высоты сечения в.п. определяем как

С учетом сортамента и требования h_вп³b_вп назначаем сечение в.п. b_впxh_вп=150x150 мм, при котором А_бр=225 см².

4. Вычисляем радиусы инерции сечения r_x=0,289h_вп»4,34 см и r_y=0,289b_вп»4,34 см. Расчетные длины в.п. в плоскости и из плоскости фермы при установке прогонов в каждом узле в.п. равны между собой l_x=l_y=d/cosa=2,35/cos6⁰»2,36 м. Определяем гибкости в.п. l_x и l_y: l_x=l_y=l_x/r_x=236/4,34=54,4.

На чертежах узлов конструкций (рис. 5.4), которые выполняют в более

крупном масштабе, чем главный вид конструкции, показывают: сечения эле-

ментов, формы и размеры врубок, размеры, количество и разбивку соединяю-

щих элементов – гвоздей, болтов, скоб и т. д., деревянных накладок, подкладок

и т. п.

.

Рис. 5.4. Чертёж узла деревянной фермы

На чертежах узлов сохраняют такое положение элементов, которое задано

на главном виде или разрезе конструкции. В случае необходимости, кроме ор-

тогональных проекций вычерчивают аксонометрию узла. На чертежах узлов

проставляют следующие размеры: между осями основных конструктивных

элементов, между осями соединяющих элементов, а также размеры этих эле-

ментов; габариты элементов узла (накладок, шпонок, прокладок и т. п.).

30) Типы арок их достоинства и недостатки

По статической схеме арки подразделяют на трехшарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные. О целесообразности арок можно судить по эпюре моментов. Наибольшие изгибающие моменты возникают в трехшарнирной арке в четверти пролета, поэтому трех-шарнирные — самые тяжелые и вследствие этого мало применимы. В бесшарнирных арках моменты в средней половине пролета минимальны и возрастают на сравнительно небольших участках вблизи опор, поэтому они самые легкие. Однако подобно рамам, применение бесшарнирных арок возможно только на недеформируемых грунтах, в противном случае расход материала на фундаменты в значительной степени перекрывает экономию материалов, получаемую на самой арке.

Двухшарнирные арки менее чувствительны к температурным и деформационным воздействиям, чем бесшарнирные, и обладают большей жесткостью, чем трехшарнирные арки. Кроме того, они имеют более равномерное распределение изгибающего момента по сравнению с двумя другими статическими схемами. Двухшарнирные арки достаточно экономичны по расходу материала, просты в изготовлении и монтаже и благодаря этим качествам находят преимущественное применение в зданиях и сооружениях.

В арках, загруженных равномерно распределенной нагрузкой, минимальное значение моментов достигается тогда, когда очертание арки совпадает с кривой давления. Этому случаю соответствует арка, очерченная по квадратной параболе. В пологих арках с целью упрощения изготовления параболическая кривая может быть заменена дугой окружности, не вызывающей существенного увеличения усилий. При увеличении высоты арок нормальная сила и распор уменьшаются, а изгибающий момент значительно возрастает. Этому способствует в большой мере влияние ветровой нагрузки, оказывающее разное воздействие на арку с напорной и отсосной стороны, давая две неравные кривые давления.

В конструктивном отношении металлические арки подразделяют на сплошные и сквозные (решетчатые). Сплошные арки, имеющие высоту сечения 'До—'/во пролета (162, а), применяют при пролетах до 60 м. Иногда из функциональных соображений проектируются арки из двух прямолинейных элементов. Высоту сечения в таких арках принимают '/is:—'/20 пролета. По сравнению с криволинейными арками эти арки малоэффективны. Сечение сплошных арок выполняют в виде сварного широкополочного двутавра, трубы и составных сечений из двух швеллеров или двутавров, соединенных планка.-ми. Составные сечения имеют большую жесткость из плоскости арки, поэтому их целесообразно применять при больших пролетах.

При пролетах более 60 м преимущественно проектируют сквозные арки с параллельными поясами (162,6). Сквозные арки имеют меньшую жесткость, поэтому высоту сечения в таких арках увеличивают до Узб—'До пролета. Пояса сквозных арок выполняют из уголков, швеллеров, труб и двутавров. При больших пролетах и усилиях сквозные арки делают пространственными в виде треугольного или четырехугольного поперечного сечения. В сквозных арках пояса по вертикали и горизонтали сопрягаются решетчатыми связями треугольного или раскосного типа, выполняемыми из одиночных уголков, швеллеров или двутавров.

Компоновка стропильного перекрытия по аркам аналогична компоновке рамного стропильного перекрытия. Отличительная особенность арочного перекрытия — необходимость устройства вертикальных продольных связей между арками с шагом не более 12 м, обеспечивающих устойчивость нижнего сжатого пояса при наличии горизонтальных связей по верхним поясам. Связи по верхним поясам следует доводить до опор.

При пролетах более 60 м отдельные плоские арки объединяют попарно в блок шириной 3—6 м, а расстояние между блоками принимают 18—24 м. Общая устойчивость такого покрытия повышается путем постановки дополнительных горизонтальных связей между блоками в плоскости верхних поясов по коньку покрытия. В этом случае в систему связей включают верхние пояса ферм-прогонов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: