Конструкції з дерева і пластмас Обгрунтування техніко-економічних

6.6

10.5

5.8

2.4

32.4

13.4

46.2

Разом 116,4 100.7

Елементи ферми

Позначення елемента

Зусилля від постійного навантаження

Зусилля від снігового навантаження

Розрахункове зусилля

Позначення зусилля

зліва

праворуч

повна

Верхній пояс

Нижній пояс

Розкоси

1 - I

2-III

1-IV

3-IV

2-3

-17250

-15600

+15250

-15500

+200

-200

-13500

-10600

+12000

+6750

-2200

+2400

-4800

-5400

+4200

+6750

+2400

2600

3. Розрахунок елементів ферми

Елементи верхнього поясу розраховуємо на стиск з вигином внаслідок кривизни пояса та наявності на ньому місцевого навантаження.

Панель АБ. Місцева погонна навантаження в середині панелі викликає згинальний момент, який визначається як для простої балки з прольотом, рівним горизонтальної проекції панелі l ₁ = 5.68 м (ріс.11.7.).

кгм,

де кг / м - навантаження від ваги покрівлі, віднесена до горизонтальної проекції покриття, від снігу по 2 варіанту завантаження та від власної ваги ферми. Місцевим збільшенням снігового навантаження біля вузла Б нехтуємо, що йде в запас міцності.

Поздовжнє стискуюче зусилля внаслідок кривизни пояса викликає негативний згинальний момент

кгм,

де кг - розрахункове зусилля в поясі при повному завантаженні снігом;

м;

- Центральний кут всього верхнього поясу;

м - довжина хорди одного блоку пояса.

Згинальний момент у поясі

кгм.

Ріс7. До визначення згинальних моментів у верхньому поясі.

При односторонньому завантаженні ферми снігом праворуч згинальний момент в лівій панелі пояси від постійного навантаження буде дорівнює

кгм,

де кг / м - навантаження від ваги даху і від ваги ферми.

Момент від поздовжньої сили

кгм,

де кг - осьова сила в панелі АБ при односторонньому завантаженні ферми снігом праворуч (табл. 2).

Згинальний момент

кгм

Панель БВ (див. рис. 7).

Згинальний момент від місцевого навантаження в середині панелі при повному завантаженні снігом

кгм, де кг / м - навантаження на пояс від власної ваги і снігу. Власним вагою ферми на під ліхтарному ділянці нехтуємо.

Згинальний момент

кгм.

При завантаженні снігом зліва згинальний момент від поперечних навантажень зберігається той же кгм.

Момент від поздовжньої сили

кгм.

Згинальний момент

кгм.

Момент в середині панелі БВ при завантаженні снігом праворуч від поперечних навантажень

де кг / м - постійне навантаження на поясі:

від поздовжньої сили

кгм,

де кг - поздовжнє зусилля при завантаженні снігом праворуч (див. табл. 11.2).

Згинальний момент

кгм.

Момент від поперечного навантаження під стійкою ліхтарі, в точці Г при снігу праворуч (див. рис 11.7)

кгм.

Момент від поздовжньої сили

кгм.

де м - стрілка дуги в точці Г, певна графічно.

Рис. 8. Поперечні перерізи елементів ферм: а-верхнього пояса, б-розкосу ДВ, по-розкосу БД

Згинальний момент М = 3610-3780 =- 170 кгм.

Момент під ліхтарний стійкою від постійного навантаження і при завантаженні снігом ліворуч. Момент від поперечних сил кг

Момент від поздовжньої сили кгм. Згинальний момент М = 4950-4720 = 230 кгм.

Розрахункові зусилля розглянутих випадків завантаження зводимо в таблицю (табл. 3). розрахунковими є 1-й і 4-й випадки завантаження.

Задаємося перетином пояса з 13 дощок 180Х35 мм - 180Х455 мм (дошки товщиною 40 мм з острожков з двох сторін, рис.8).

Таблиця 3. Зусилля в перетинах верхнього пояса

Ставлення

Площа поперечного перерізу пояса

см ^2.

Момент опору см ^3.

Момент інерції см ^4.

Радіус інерції см.

Розрахункова довжина пояса при розрахунку на поздовжнє сжатіеравна довжині дуги з центральним кутом

м. Гнучкість .

Напруга в поясі при першому випадку завантаження

кг / см ²

де ; 1.15 - коефіцієнт для визначення W _розр клеєних елементів.

Напруга в поясі при 4-му випадку завантаження

кг / см ^2,

де .

Нижній пояс. кг. Необхідна площа перерізу сталевого пояса

см ^2.

Приймаються 2 куточка 100Х63Х6 загальною площею см ^2. Гнучкість пояса у вертикальній площині

,

не перевищує гранично допустиму для розтягнутих елементів при статичних навантаженнях.

Перевірка напруги в поясі з урахуванням власної ваги за формулою

кг / см ^2,

де кг / см - згинальний момент від власної ваги куточка при відстані між вузлами ферми 8.00 м; см ³ - мінімальний момент опору одного куточка.

Розкіс ДВ: кг, м.

Площа поперечного перерізу розкосу, склеєного з 4-х дощок 180Х35 мм, см ^2.

Гнучкість

Перевірка на стійкість кг / см ^2, де

Опорний вузол (див. лист 3). Зусилля кг, кг. Вузол здійснюємо у вигляді зварного черевика, що сприймає тиск верхнього пояса лобовим упором. Нижній пояс кріпиться до башмаку зварними швами. Довжина швів для прикріплення одного куточка нижнього пояса

см = 256мм

де - Коефіцієнт, що враховує ручний метод зварювання

- Товщина кутового шва.

Приймаються довжину шва по обушка мм, по перу мм

Довжина швів для прикріплення наполегливої ​​швелера до фасонки

см.

Фактична довжина швів по внутрішній стороні стінки і по зовнішнім сторонам полиць дорівнює см.

Перевіряємо завзятий швелер № 30 на вигин тиском торця верхнього пояса

кгсм; кг / см ^2.

Зминання торця пояса

кг / см ^2.

Ділянка стінки швелера, посилений листом мм і ребром мм між ребром і полицею (див. рис. 9) розглядаємо як плиту 30Х9 см, опертих по периметру з рівномірно розподіленим навантаженням

кг / см ^2.

згинальний момент в смузі шириною 1 см кгсм.

Напруга вигину в посилюються листами, нехтуючи опором стінки швелера,

кг / см ^2.

Ребро жорсткості перевіряємо на вигин, включаючи в розрахунковий переріз прилеглу ділянку стінки швелера шириною см. Визначаємо центр ваги перерізу: площа положення центру тяжіння див. Момент інерції перерізу см ^4. Момент кгсм. Напруга кг / см ^2.

Визначаємо товщину опорної плити. Реактивний тиск підстави на опорний лист

кг / см ^2,

де кг - максимальна реакція опори (див. табл. 11.2);

см ² - площа обпирання плити. Момент, згинальний консольний ділянку плити,

кгсм

Момент в середині частини плити, вважаючи краю плити щемлені

кгсм

Необхідна товщина плити

см.

Приймаються мм.

Проміжний вузол Б верхнього пояса центральним болтом мм, що має 4 зрізу. Опір двох зрізів з боку дерев'яних накладок приймаємо умовно з коефіцієнтом 0.5. Тоді розрахункова кількість зрізів болта дорівнюватиме .

Зусилля на один зріз болта кг.

Несуча спроможність одного зрізу болта:

по зминанню деревини кг;

по вигину болта кг, де - Коефіцієнт, що враховує нахил зусилля до волокон деревини під кутом .

Сталеві накладки прикріплюються глухарями мм, мм, по 2 з кожного боку. Несуча спроможність 4-х глухарів по зминанню деревини - 80 кг, де см - довжина защемлення глухаря в деревині; см - товщина сталевої накладки; по вигину нагеля - кг.

Сталеві накладки перетином 8х80 мм розраховуються:

на поздовжній вигин на ділянці мм між закріпленнями при стисканні силою

кг ,

кг / см ^2, де см -

розрахункова довжина накладки, вважаючи один кінець її затисненим;

на розтяг в ослабленому отворі під центральний болт перерізі

кг / см ^2;

на зминання накладки під центральним болтом

кг / см ^2.

Коньковий вузол В (див. лист 4). Зусилля в розкосі кг.

Прикріплення розкосу здійснюємо 4 глухарями мм, мм (див. розрахунок вузла Д) через металеві планки перерізом 8х80 мм.

Сумарне зусилля, яке сприймає центральним болтом від обох розкосів, визначаємо графічно (рис. 11). зусилля на один розрахунковий зріз болта

кг.

тобто менше несучої здатності одного зрізу болта, що визначається при куті нахилу розкосу до поясу по зминанню деревини - кг, по вигину болта кг.

Металеву планку перевіряємо на стійкість при стисненні, приймаючи розрахункову довжину см.

Гнучкість накладки

Напруга

кг / см ^2.

Рис. 11. До розрахунку центрального болта конькового вузла

Вузол Д нижнього пояса. Зусилля - кг, кг, кг і кг. Розкоси прикріплюються до вузла через парні сталеві фасонки мм. Для прикріплення розкосу БД ставимо 4 глухаря мм, мм (див. розрахунок вузла Б), а для розкосу ДВ - мм, мм з мінімальною несучу здатність кг.

Довжина зварного шва товщиною мм для прикріплення нижнього пояса ручним, зварюванням: на обушка

см.

на пере див. Фактичні довжини швів 230-200 мм. З боку середньої панелі пояс приварюється на монтажі. Для зв'язку між гілками пояси за горизонтальним полкам куточків знизу приварюються через 1 м коротиші з таких же куточків завдовжки по 260 мм.

Перевіряємо міцність фасонки з сполучної планкою на розрив у центрі вузла.

Площа поперечного перерізу фасонки з планкою см ^2.

Відстань від центра ваги перерізу до осі планки

см.

Момент інерції см ^4.

Момент опору нижньої фібри

см ^3.

ексцентриситет розтягуючого зусилля по відношенню до центру ваги перерізу

см.

Згинальний момент у фасонкою кгсм.

Напруга в нижній фібри фасонки

кг / см ^2.

4. Короткі вказівки з виготовлення та монтажу

При виготовленні клеєних елементів ферми керуватися вказівками.

Клеєні елементи ферм виготовляються з пиломатеріалу II і III якісних категорій з вологістю не більше 15%. Пиломатеріал III категорії використовується для середньої частини перерізу пояса. Для верхньої і нижньої зон в межах 0.1 висоти пояса (але не менше 2-х дощок в кожній зоні) використовується матеріал II категорії, для зв'язків - III категорії.

Стики дощок у крайніх зонах перерізу пояса (по 0.1 висоти перерізу) здійснюються на «вус» або зубчастим шипом. В іншій частині перерізу склеювання по довжині може виконуватися зубчастим шипом або впритул з щільною пріторцовкой стислих дощок і з посадкою на клей.

В одному перерізі елемента допускається стикування не більше 25% всіх дощок, а в найбільш напруженій зоні - не більше однієї дошки. Уздовж елемента відстань між стиками суміжних дощок має бути не менше 20 товщин дошки. Стики дощок не повинні утворювати сходинок, направлених в один бік.

Ферма перевозиться на будмайданчик у вигляді окремих виготовлених на заводі елементів. Збірка ферми проводиться на будівельному майданчику.

5. Перевірка міцності ферми при монтажних положеннях

(Рис. 13)

1. Підйом ферми з горизонтального у вертикальне положення.

Вважаючи вага верхнього пояса рівним вазі всього пиломатеріалу, іспользовніє для виготовлення ферми, отримаємо навантаження на верхній пояс

кг / м,

де кг - вага деревини пиломатеріалу (табл. 4.);

м - довжина верхнього пояса.

При стропуванні за коньковий вузол (без траверси), розглядаючи пояс як нерозрізний балку на 3-х опорах, згинальний момент на коньковом вузлі (рис.13 в)

кгм.

Зусилля в стикового накладці коньковом вузлі

кг.

де см - відстань між центрами накладок.

Зусилля на один зріз болта в накладці

кг.

Напруга в поясі за межами накладки

кг / см ^2,

де см ³ - момент опору перерізу пояса.

При підйомі з допомогою 5-метрової траверси згинальний момент в коньковом вузлі під час кантування ферми (рис. 13, б)

кгм.

Зусилля, що проходить на один зріз болта в коньковой накладці,

кг,

тобто не перевищує несучої здатності одного зрізу болта мм.

2. При підйомі ферми у вертикальному положенні за допомогою 5-метрової траверси, приймаючи всі ферми рівномірно розподіленим по довжині, отримаємо згинальний момент під вузлом траверси

кгм,

де кг / м - розрахункове навантаження;

м - довжина консольної частини ферми;

- Вага деревини і металу, використаного для ферми (табл. 4).

Стискуюче зусилля в середній панелі нижнього пояса

кг кг,

де кг - критична сила для одного куточка поясу в площині ферми.

Зусилля розтягування в коньковом вузлі також одно кг. На один зріз болта см в коньковой накладці

кг.

6. Показники витрати матеріалів

Коефіцієнт власної ваги

,

майже дорівнює , Прийнятому попередньо при визначенні власної ваги ферми.

Тут кг / м ² - власна вага ферми зв'язками (см табл.4); кг / м ² - середня нормативна навантаження від покрівлі;

Таблиця 11.4. Показники витрати деревини і стали на секцію покриття (6х24 м)

кг / м ² - середня нормативна навантаження від снігу;

кг / м ² - середнє навантаження від ліхтаря.

Список літератури

1. Гринь І. М. «Конструкції з дерева і синтетичних матеріалів. Проектування і розрахунок ».

2. СНиП 2-25-80 «Конструкції з дерева. Норми проектування ».

3. СНиП 2.01.07-85 «Навантаження і впливи. Норми проектування ».