Расчёт и конструирование деревянных элементов покрытия производственного здания

Размещено на http: //www. allbest. ru/

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

Расчёт и конструирование деревянных элементов покрытия производственного здания



1. Разработка конструктивной схемы покрытия здания

1.1 Треугольная ферма

В треугольной ферме пояса и нисходящие раскосы, которые постоянно сжаты, изготовляются из брусьев или брёвен, а растянутые стойки - из круглой стали в виде тяжей. Узловые сопряжения выполняются лобовыми врубками.

При назначении геометрических размеров фермы и схемы её решётки следует руководствоваться заданием на проектирование. При вылете пилястр 0,25 м с учётом того, что опорная реакция фермы должна передаваться на кирпичную кладку в пределах толщины стены, расчётный пролёт:

lф = b + 2 • 0,2 + 2 • 0,3 = 15 + 2 • 0,2 + 2 • 0,3 = 16 м,

где 0,2 - зазор между шириной габарита и внутренней поверхностью пилястр;

0,3 - расстояние от внутренней поверхности пилястр до оси опоры фермы.

Отметка оси нижнего пояса

H = h + 0,2 + (0,0750,125) = 5,2 + 0,2 + 0,1 = 5,5

Высота фермы посередине пролёта:

hф = lф • = 16 • = 4 м.



Длина панели нижнего пояса:

a = = = 2,67 м,

где nп - число панелей нижнего пояса.

Приняв длину средних панелей по 2.67 м, получим длину крайних панелей:

a1 = = 266 см.

Определим угол наклона верхнего пояса:

tgб = tg() = 0,5; б = 26°34ґ; sinб = 0,4472; cosб = 0,8944.

Длина средней панели верхнего пояса (шаг прогонов, пролёт стропильной ноги):

lc = = = 298 см.

Длина крайней панели:

lc1 = = = 297 см.

1.2 Прогоны

Прогоны служат опорами для основания под кровлю. Брусчатые и бревенчатые прогоны выполняются по равномоментной (консольно-балочной) схеме. Эта схема предполагает размещение стыков между отдельными элементами в нулевых точках эпюры изгибающих моментов попарно через пролёт. Таким образом, конструктивно консольно-балочный прогон состоит из двух элементов: двухконсольной балки и вставки.

При выборе расчётной схемы прогона следует иметь в виду, что приложенные к прогону сосредоточенные силы - это опорные реакции стропильных ног. Поскольку стропильные ноги являются опорами для кровельного настила, то расстояние между ними должно находиться в пределах 100 - 150 см. С учётом этого пролёт прогона делится на равные участки, что и определяет количество сосредоточенных сил, приложенных в пролёте прогона. Конструктивно стык элементов прогона выполняется в виде “косого прируба”.

Поделим пролёт на четыре участка, то есть примем, что в пролёте прогона приложены три сосредоточенные силы. По табл. П1.26 [1] для расчётной схемы №3 найдём

e = kl = 0,167lmax.

Тогда средний пролёт предварительно будет равен:

lmax = = = 3,89 м.

Число средних пролётов при lmax = 3,89 м составит:

n = = = 9,1 шт.

Принимаем n1 = 10 пролётов и уточним длину среднего пролёта:

l = = м.



Длина крайних пролётов:

l1 = = = 3 м.

Расстояние от опоры до оси стыка (длина консоли):

e = kl = 0,167 • 3,6 ? 0,6 м.

Шаг стропильных ног:

lн = = ? 0.9 м.

Рис. 1

1.3 Стропильные ноги

Стропильные ноги устанавливаются поперёк прогонов вдоль ската кровли. Расстояние между ними lн принимается от 90 до 120 см.

Стропильные ноги изготовляются из брусьев или бревен. При использовании бревен необходима их подтеска сверху для укладки кровельного настила и снизу в местах опирания на прогоны.

Работают стропильные ноги на изгиб от составляющей нагрузки, направленной перпендикулярно к скату, и на сжатие от составляющей нагрузки, направленной вдоль ската. Стропильные ноги прикрепляются к прогонам с помощью болтов или стропильных скоб.

1.4 Кровля с основанием

Для зданий с покрытием из деревянных конструкций в качестве кровельного материала наиболее часто применяется волнистые асбоцементные листы, плоские асбоцементные плитки, кровельная сталь, а также толь и рубероид.

Волнистые асбоцементные листы широко используются в кровлях и являются дешевым и долговечным материалом. Листы имеют размер 1,2х0,67 м при толщине 5,5 мм. Вес одного листа 9 кг. Листы укладываются по обрешетке из брусков с напуском в

Направлении ската 10 см, а в перпендикулярном направлении - на полволны. К обрешетке они прикрепляются оцинкованными шурупами с шайбами из резины или рубероида. Шурупы располагаются на гребнях волн листов.

Наклон ската 16 - 33%



2. Определение расчётных сопротивлений для различных видов напряжённого состояния древесины заданной породы

Определим расчётные сопротивления древесины 2-го сорта акации при нормальных условиях эксплуатации конструкции по [3] табл.2 (для растянутых элементов примем древесину 1-го сорта).

Таблица 1

Напряжённое состояние и характеристика элементов	Обозначение	Ольха	Лиственница
		mп	R, МПа	mп	R, МПа
1. Изгиб, сжатие, и смятие вдоль волокон: а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в пунктах б и в) высотой до 50 см б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 до 50 см г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчётном сечении	Rи , Rс , Rсм Rи , Rс , Rсм Rи , Rс , Rсм Rи , Rс , Rсм	0,8 0,8 0,8 0,8	6,8 8 8,8 8	1,2 1,2 1,2 1,2	10,2 12 13,2 12
2. Растяжение вдоль волокон	Rр	0,8	5,6	1,2	10,8
3. Сжатие и смятие по всей площади поперёк волокон	Rс90 , Rсм90	0,8	1,44	1,2	2,16
4. Смятие поперёк волокон местное: а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов б) под шайбами при углах от 90 до 60	Rсм90 Rсм90	1 1	3 4	1,2 1,2	3,6 4,8
5. Скалывание вдоль волокон: а) при изгибе элементов б) в лобовых врубках для максимального напряжения	Rск Rск	0,8 0,8	1,28 1,2	1,0 1,0	1,6 1,5
6. Скалывание поперёк волокон	Rск90	0,8	0,48	1,0	0,6



3. Определение постоянных и временных нормативных и расчётных нагрузок, действующих на кровлю производственного здания

Постоянной нагрузкой является собственный вес покрытия, временной - нагрузка от веса снегового покрова и монтажная (вес человека с инструментом - при расчёте основания под кровлю). В зависимости от влажности сооружения и его ответственности ко всем нагрузкам вводиться коэффициент надёжности по нагрузке гf. Для производственных зданий гf = 0,95.

Величины нормативных нагрузок принимаем по [4].

Определим нормативную и полную расчётную нагрузки на покрытие производственного здания, расположенного в III районе по весу снегового покрова по [5] карта 1. Для III района территории Российской Федерации по [4] табл. 4 имеем Sg = 1 кН/м2.

Таблица 2

Вид нагрузки на элемент конструкции	Нормативная нагрузка, кН/м2	гf	Расчётная нагрузка, кН/м2
1. Собственный вес стальной кровли по обрешётке из брусков =0,244	0,244	1,1	0,246
Снеговая 0,958	0.958 (1.198)	1,4	1.3412 (1.6765)
Итого на кровельный настил:	1.182 (1.427)		1.5872 (1,9225)
2. Стропильные ноги	0,149	1,1	0,164
Снеговая 0,958	0.958 (1.198)	1,4	1.3412 (1.6765)
Итого на стропильные ноги:	1,331 (1.66)		1,7612 (2,249)
3. Прогоны	0,074	1,1	0,081
Снеговая 0,958	0.958 (1.198)	1,4	1.3412 (1.6765)
Итого на прогоны:	1,405 (1,76)		1,8422 (2,34)
4. Стропильная ферма	0,122	1,1	0,134
Итого на ферму:	(1,287) 1,527 (1,766)		(1,6312) 1,9672 (2,3)



4. Расчёт элементов кровли: настила, стропильных ног и прогонов

асбоцементный кровля древесина стропильный

4.1 Расчёт настила

В соответствии с указаниями п. 6.14 [3] кровельные настилы и обрешётка рассчитываются, как двухпролётные балки, на два сочетания нагрузок:

ь собственный вес и снег (расчёт на прочность и прогиб);

ь собственный вес и сосредоточенный груз (монтажная нагрузка), расположенный в невыгодном положении на одном из пролётов (расчёт только на прочность).

Для разряженного настила (обрешётки) следует учитывать работу брусков на косой изгиб и подбор сечения производить с учётом напряжений как от изгиба в плоскости ската, так и от изгиба перпендикулярно скату.

Рис. 2 Расчётная схема кровельного настила: а - 1-е сочетание нагрузок; б - 2-е сочетание нагрузок; в - схема приложения нагрузки к бруску обрешётки



Расчёт на прочность по первому сочетанию нагрузок.

Изгибающий момент от нагрузки перпендикулярной к скату, при грузовой полосе шириной 1 м:

кН • м.

Изгибающий момент от скатной составляющей нагрузки:

кН • м.

В полосе шириной 1 м размещается 3 бруска, поэтому условие прочности при косом изгибе запишется так:

кН/м2 = 8,45 МПа.

Отсюда определяется минимальный размер бруска:

м ? 4 см;

В соответствии с сортаментом см. табл. П1.9 [1] принимаем брусок размером 4Х4 см.

Проверка жёсткости обрешётки.

Результирующий прогиб брусков при косом изгибе определяется как геометрическая сумма прогибов в двух главных плоскостях. Учитывая, что мы приняли брусок квадратного сечения, для которого

Ix = Iy,



и что прогиб можно вычислять от нагрузки qнcosб, действующей в вертикальной плоскости, предполагая, что она приложена в одной из главных плоскостей, получим:

Предельный прогиб:

см.

Поскольку f < fпред, следовательно, жёсткость обеспечена.

Проверка прочности по второму сочетанию нагрузок.

Шаг брусков обрешётки принят 33 см > 15 см, поэтому вся сосредоточенная сила (монтажная нагрузка) передаётся на один брусок. При этом ширина грузовой полосы равна 0,33 м и равномерно распределённая нагрузка от собственного веса покрытия составляет:

кН/м.

Вычислим изгибающие моменты в двух плоскостях от собственного веса и сосредоточенной силы:

кН • м;

кН • м;

где P - сосредоточенный груз (вес человека с инструментом), принимаемый в соответствии с [3].

Напряжения в бруске при косом изгибе:



кН/м2 =28,575 МПа > 1,2 • Rи = 12,48 МПа.

Сечение брусков необходимо увеличить. Примем брусок прямоугольного сечения:

b X h = 5 X 6,5 см.

Тогда:

кН/м2 = 11,97 МПа < 1,2 • Rи = 12,48 МПа.

Недонапряжение велико и составляет:

.Окончательно в качестве основания под кровлю из кровельной стали принимаем обрешётку из брусков сечением 5 Х 6,5 см с шагом 33 см.

4.2 Расчёт стропильных ног

При длинах панелей верхнего пояса фермы: 2,8 - 3,2 м использование лесоматериалов стандартной длины позволяет перекрыть не более двух пролётов. Отсюда возможно две расчётные схемы: двух- и однопролётная балки.

Скатная составляющая нагрузки вызывает в сечениях дополнительные напряжения сжатия или растяжения в зависимости от закрепления концов стропильной ноги. Соотношение между поперечными (изгибающими) и продольными (сжимающими или растягивающими) усилиями и определяет методику расчёта стропильных ног. На практике в большинстве случаев оказывается возможным пренебречь напряжениями от скатной составляющей нагрузки и расчёт стропильной ноги производить только на изгиб от составляющей нагрузки, перпендикулярной к скату.

Рис. 3 а - схема стропильных ноги; б - расчётная схема двухпролётной балки; в - расчётная схема однопролётной балки

На средней опоре двухпролётной балки сечение ослаблено двухсторонней стёской. Принимая hст/dбр = 0,1 по графику П1.2 [1], находим значение kwx = 0,843. Тогда:

.

Погонную нагрузку на стропильную ногу, распределённую по горизонтальной проекции, получаем из формулы:

кН/м.



Из условия прочности:

находим требуемый диаметр бревна:

см.

Здесь Rи = 13,2 МПа-расчётное сопротивление изгибу древесины кедра, принятое по табл. 1.

Уточним диаметр бревна в верхнем отрубе: см,

Здесь 1 - нормативное изменение диаметра бревна (сбег) для лиственницы на 1 метр длины.

Приняв d0 = 9 см, получим диаметр на средней опоре:

см.

Назначив глубину стёски 2 см (минимальная величина) по фактическому отношению hст/dбр = 2/12 = 0,167, уточним значение kwx = 0,62. Напряжение от изгиба в сечении с двухстороннем ослаблением составят:

19,9 МПа > Rи = 13,2 МПа.



Увеличим диаметр до 10 см. Тогда см.

hст/dбр = 2/13 = 0,154 kwx = 0,75

12,6 МПа < Rи = 13,2 МПа.

Итак, для стропильной ноги, работающей по схеме двухпролётной балки, принимаем бревно диаметром в верхнем отрубе не менее 13 см.

Для однопролётной балки, имеющей стёску только сверху, задаёмся отношением hст/dбр = 0,1 и по графику П1.1 [1], находим значение kwx = 0,9. Требуемый диаметр бревна вычисляем по формуле:

м = 12,0 см.

Диаметр в верхнем отрубе равен: см.

Приняв d0 = 11,0 см, получим диаметр на средней опоре:

см.

Вычислим фактическую величину: hст/dбр = 2/12,5 = 0,16, уточним значение kwx = 0,8. При этом:

13,01 МПа < Rи = 13,2 МПа.

Следовательно, для однопролётной части стропильной ноги необходимо принимать бревно с диаметром в верхнем отрубе не менее 12,5 см. Окончательно принимаем бревно: d0 = 12,5 см.

Проверку жёсткости стропильных ног в покрытии по 6-панельной треугольной ферме, выполним для однопролётной балки, так как её прогиб больше, чем двухпролётной.

Для сечения посередине пролёта однопролётной балки: hст/dбр = 2/12,5 = 0,16 и kIx = 0,78 (ослабление стёской только сверху). Тогда:

= 1,37 см < 2,98/200 = 1,49 см = fпред.

Таким образом, прочность и жёсткость стропильной ноги обеспечены.

При расчёте не учитывались напряжения от сжатия. Для оценки допустимости пренебречь сжимающими напряжениями, определим их величину при закреплении нижнего по скату конца однопролётной балки (сечение ослаблено сверху и снизу):

кН/м2 ? 0,2 МПа.

Здесь см ? 0,14 м;

kF = 0,75 (при hст/dбр = 2/14 = 0,142).

Напряжения сжатия составляют 1,85 % от напряжений изгиба, и пренебречь ими вполне допустимо.

4.3 Расчёт прогонов

Использование для прогонов брёвен круглого сечения более целесообразно, так как для этого сечения все центральные оси являются главными. Даже при наличии местных ослаблений стёсками при любом направлении изгибающей нагрузки, приложенной к бревенчатому прогону, напряжениями от косого изгиба допустимо пренебречь.

Опорные реакции стропильных ног при шаге их 0,9 м и расстояние между прогонами по горизонтали 3,6 м составляют:

кН;

кН.

Для расчётной схемы прогона, изображённой на рис. 1 по таблице П1.26 [1] (схема №3) определяем изгибающий момент:

кН • м.

Сечение бревна на опорах ослаблено двухсторонней стёской. Задаваясь отношением hст/dбр = 0,1 по рис. П1.2 [1], находим kwx = 0,863. Получим требуемый диаметр бревна на опоре:

м = 17см.

Примем диаметр бревна согласно сортамента dбр = 17 см. Приняв глубину стёски 2 см, проверим фактическое отношение hст/dбр = 2/17 = 0,117, по графику П1.2 [1], находим значение kwx = 0,84. Поскольку отношение hст/dбр оказалось меньше ранее принятого, следовательно, контрольная проверка прочности не требуется.

Найдём диаметр бревна посередине пролёта двухконсольной балки с учётом сбега:

см.



По вычисленному диаметру проверим жёсткость прогона:

см.

Жёсткость прогона обеспечена, поскольку:

см.

Диаметр бревна посередине пролёта вставки определим с учётом ослабления сечения стёской сверху. При hст/dбр = 0,1, находим kwx = 0,863. Требуемый диаметр бревна вставки составит:

м = 17 см.

Окончательно принимаем dбр = 17 см.

4.4 Расчёт фермы

4.4.1 Определение узловых нагрузок

В узлах треугольной фермы располагаются прогоны. Опорные реакции прогонов передаются на ферму в виде сосредоточенных сил. Величину сосредоточенной нагрузки, приходящейся на один узел, находим умножением интенсивности равномерно распределённой нагрузки на грузовую площадь.

Для определения усилий в стержнях треугольной фермы учитывается возможность равномерного и неравномерного распределения снеговой нагрузки.

Равномерное нагружение снегом.

При интенсивности равномерно распределённой нагрузки от собственного веса (включая вес фермы) и снега q = 2,127 кН/м2, шаге ферм l = 3,6 м, длине панели нижнего пояса a = 2,7 м нагрузка на средние узлы составит:

кН.

На опорные (крайние) узлы нагрузка будет в два раза меньше:

кН.

Неравномерное загружение снегом.

Распределённая нагрузка на наветренном скате q` = 1,6312 кН/м2. При этом узловые нагрузки:

кН.

кН.

На подветренном скате при q`` = 2,3кН/м2:

кН.

кН.

4.4.2 Определение расчётных усилий в стержнях фермы

Усилия в стержнях треугольной фермы наиболее просто определить путём построения диаграммы Максвелла-Кремоны в предположении, что нагрузка приложена только в узлах фермы. Для этого построим диаграмму, соответствующую варианту неравномерного загружению скатов.

Определение усилий в стержнях фермы при неравномерном загружении скатов покрытия снеговой нагрузкой:



Рис. 4

Найденные по диаграммам усилия запишем в таблицу 3, за расчётные примем наибольшие.

Таблица 3

Элементы	Верхний пояс	Нижний пояс	Раскосы	Стойки
№ стержней	3-6	4-8	5-10	1-6	1-7	1-9	7-8	9-10	6-7	8-9	10-10`
Усилия, кН	+	--	--	--	76,12	76,12	68,76	--	--	0	6,37	35,92
	-	99,5	77,06	57,86	--	--	--	15,3	20,06	--	--	--
№ стержней	3`-6`	4`-8`	5`-10`	1`-6`	1`-7`	1`-9`	7`-8`	9`-10`	6`-7`	8`-9`	10-10`
Усилия, кН	+	--	--	--	100,58	100,58	76,12	--	--	0	10,05	35,92
	-	113,63	86,26	78,86	--	--	--	22,17	30,36	--	--	--

Подбор сечения верхнего пояса.

Верхний пояс фермы рассчитывается, как центрально сжатый стержень по условию устойчивости:

,



где Nв.п - наибольшее сжимающее усилие в верхнем поясе;

цmin - коэффициент продольного изгиба, вычисленный по наибольшей гибкости пояса в плоскости или из плоскости фермы;

Fpасч - расчётное площадь сечения, определяемая в соответствии с указаниями п. 4.2 [3].

Верхний пояс фермы раскреплён: из её плоскости - прогонами, установленными в узлах, а в её плоскости - раскосами решётки. Следовательно, расчётная длина панели верхнего пояса будет одинакова в плоскости и из плоскости фермы:

lx = ly = l.

Для верхнего пояса опасное сечение при расчёте на устойчивость находится посередине длины наиболее нагруженной панели. Обычно в этом сечении нет ослаблений, поэтому:

Fрасч = Fбр = F.

Поскольку ширина поясов фермы принимается одинаковой, то один из размеров поперечного сечения верхнего пояса (его ширина bв.п) известен. Высоту поперечного сечения найдём следующим образом.

Пусть гибкость верхнего пояса в плоскости фермы будет не менее 70. Тогда:

.



На основании условия устойчивости:

Следовательно, высота сечения верхнего пояса фермы может быть найдена по формуле:

м.

Примем сечение 15Х13 см. Фактическая гибкость будет:

,

Принимаем брус 15Х15 см.

Стойка 6 - 7: Nст = 0 кН, следовательно, по табл. П1.15 [1] выбираем, минимально возможный диаметр тяжа в рабочей части dст = 12 мм.

Подбор сечения раскосов.

В ферме треугольного очертания раскосы работают на центральное сжатие и выполняются из тех же лесоматериалов. Подбор сечения центрально сжатых раскосов производится аналогично подбору верхнего пояса фермы. Ширина сечения раскосов принимается равной ширине поясов bр = bп = 15 см, но возможно уменьшение ширины раскоса, в случаи малых усилий.

Раскос 7 - 8: Nр = 22,17 кН, lр = 298 см.

Требуемая высота раскоса:



м.

Принимаем раскос сечением 15Х7,5 см. Фактическая гибкость в плоскости фермы:

,

Принимаем раскос сечением 15Х7,5 см.

Раскос 9 - 10: Nр = 30,36 кН, lр = 377 см.

Ширину сечения раскоса примем аналогично ширине раскоса 7 - 8 поясов bр = 15 см. Требуемая высота раскоса:

м.

Принимаем раскос сечением 15Х10 см. Фактическая гибкость в плоскости фермы:

.

Подбор сечения стоек.

Стойки в треугольной ферме работают только на растяжение. Выполняются они из круглой стали в виде тяжей. В целях экономии металла концы стержней стоек, где делается нарезка, осаживаются, то есть подвергаются нагреву и пластическому деформированию в горячем виде. При этом диаметр конца стержня увеличивается, и ослабление его нарезкой не уменьшает площади сечения в рабочей части стержня.

Подбор сечения стоек производится так же, как и стальных центрально растянутых стержней. Произведём подбор сечений тяжей с помощью табл. П1.15 [1]. Примем материал -сталь марки Ст3.

Стойка 10 - 10`: Nст = 35,92 кН, по табл. П1.15 [1] находим, что несущей способностью по площади брутто 42,1 > 35,92 кН обладает тяж в рабочей части dст = 16 мм. Принимаем диаметр тяжа в рабочей части dст = 16 мм. По площади нетто, ослабленной нарезкой, стержень диаметром 20 мм имеет несущую способность 36,65 кН. Следовательно, концы тяжа стойки должны быть осажены до диаметра не менее dст.ос = 20 мм.

Стойка 8 - 9: Nст = 10,05 кН, по табл. П1.15 [1] находим, что несущей способностью по площади брутто 23,7 > 10,05 кН обладает тяж в рабочей части dст = 12 мм. Принимаем диаметр тяжа в рабочей части dст = 12 мм. По площади нетто, ослабленной нарезкой, стержень диаметром 12 мм имеет несущую способность 12,5 кН. Следовательно, концы тяжа стойки должны быть осажены до диаметра не менее dст.ос = 12 мм.

4.4.4 Расчёт узлов фермы

Расчёт опорного узла на тяжах.

Опорный узел фермы на тяжах позволяет передать усилие от верхнего пояса нижнему.

Сжимающее усилие в верхнем поясе посредством лобового упора передаётся вкладышу. Сдвиг вкладыша в горизонтальном направлении препятствует система, состоящая из обрамляющих уголков или швеллера и четырёх тяжей. Тяжи передают сдвигающее усилие на торцы боковых дощатых накладок через упорные уголки. Боковые накладки соединены с нижним поясом стальными цилиндрическими нагелями и болтами, которые передают усилие сдвига нижнему поясу, заставляя его работать на растяжение.

Прочность вкладыша на смятие проверяется по формуле:

Для проверки прочности вкладыша определим расчётное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам:

МПа.

Напряжение смятия на поверхности вкладыша:

МПа < Rсмб = 10,66 МПа.

Усилие в одном тяже получаем по усилию в нижнем поясе:

кН,

где n - количество тяжей (в ферме треугольного очертания n = 4);

0,85 - коэффициент учитывающий неравномерность загружения.

По табл. П1.15 [1] требуемый диаметр тяжа в рабочей части должен быть 16 мм (несущая способность 42,1 > 32,5 кН). Концы тяжа необходимо осадить до диаметра 20 мм (несущая способность с учётом ослабления нарезкой 36,55 > 32,5 кН).

Принимаем стальные цилиндрические нагели диаметром 16 мм. При толщине боковых накладок 7 см несущая способность одного среза нагеля составит:



кН;

кН;

кН;

кН.

По минимальной несущей способности определяем количество нагелей:

шт.

Конструктивно принимаем 9 нагелей, в том числе 3 стяжных болтов.

Расчёт промежуточных узлов на лобовых врубках.

Для промежуточных узлов наибольшая глубина врубки не должна превосходить ј высоты сечения поясов. Усилия в раскосах примем по табл. 4. Сечение раскосов принимаем по пункту 4.4.3. (подбор сечения раскосов).

Для каждого промежуточного узла фермы находим угол между раскосами и поясами и вычисляются расчётные сопротивления смятию под углами бi. Результаты расчёта представим в табл. 5.

Рис. 5



Таблица 4

Узел	бi	sin бi (cos бi)	Rсм,б, МПа	Nр, кН	hвр,тр, см	Принятое hвр, см
B	53°08ґ	0,8000 (0,5999)	5,57	22,17	1,88	2,0
C	71°37ґ	0,9490 (0,3154)	4,05	30,36	1,76	2,0
E	26°34ґ	0,4472 (0,8944)	10,66	22,17	1,43	1,5

5. Подбор сечения пространственных связей

Пространственные связи между фермами служат для обеспечения геометрической неизменяемости покрытия. Элементы связей работают на восприятие ветровых нагрузок, действующих на фронт покрытия. В покрытиях используются вертикальные связи между фермами и связи в плоскости верхних поясов ферм.

Вертикальные связи в покрытиях по треугольным фермам устанавливаются обычно между второй и третьей от торца здания фермами и далее через четыре-шесть пролётов. По длине пролёта фермы они располагаются в плоскости второй от опоры стойки.

Связи в плоскости верхних поясов ферм устанавливаются в тех же панелях, что и вертикальные. Связи изготавливаются из досок в виде одиночных или составных стержней.



Рис. 6 1 - стропильные ноги; 2 - прогоны; 3 - связи в плоскости верхних поясов ферм; 4 - вертикальные связи между фермами

Полная длина элемента связи:

см.

Поскольку, элементы связей работают на одинаковые по величине, но разные по знаку усилия, то расчётная длина элементов будет равна:

см.

При гибкости элемента 200 требуемая площадь доски (минимальный размер сечения) связи должна составлять:

см.



Для перекрещивающихся связей принимаем доски сечением 5=4Х10 см.



Литература

1. Коновалов С.И., Бацевич А.В., Байлов Е.А. Деревянные конструкции и конструкции из пластмассовых материалов. 1982.

2. Коновалов С.И. Проектирование деревянных конструкций покрытия производственного здания. 1985.

3. Строительные нормы и правила: СП 64.13330-2011. Деревянные конструкции. Нормы проектирования.

4. Строительные нормы и правила: СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия.

Размещено на Allbest.ru

...