2. Расчет и конструирование фермы покрытия.

2. Сбор нагрузок.

1.Расчет нормативной и расчетной постоянной нагрузок на горизонтальную проекцию покрытия:

, где:

–соответственно нормативная и расчетная постоянные нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия;

–соответственно нормативная и расчетная нагрузки от собственного веса покрытия (по табл. 1);

–угол наклона верхнего пояса фермы.

2. Расчет временной нормативной и расчетной снеговой нагрузок на горизонтальную проекцию покрытия.

, где:

–соответственно нормативная и расчетная снеговая нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия.

–вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли в зависимости от района строительства для тюмени район (снеговой) V, S_o=2,0кН/см²;

–коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие (1).

3. Определение нормативной и расчетной постоянной нагрузок от собственного веса фермы на горизонтальную проекцию покрытия.

,

где:– соответственно расчетная постоянная нагрузки от собственного веса фермы на горизонтальную проекцию покрытия;

–коэффициент собственного веса (3,5…5);

–пролет фермы;

–коэффициент перегрузки (1,1).

4.Определение расчетных нагрузок на 1 погонный метр фермы:

1. Постоянная.

2. Временная.

3. Полная суммарная.

4.Определение расчетных усилий в стержнях

Узловые нагрузки:

Равномерно нагруженная ферма:

Временная нагрузка

Реакции опор

Кн

.

Рис. 4.1 Диаграмма Максвелла-Кремоны от симметричной нагрузки.

Неравномерно нагруженная ферма:

Временная нагрузка

=1,25

=0,75

Реакции опор

Кн Кн

Кн Кн

Кн

Кн

Кн

Рис. 4.2 Диаграмма Максвелла-Кремоны от несимметричной нагрузки.

Расчет усилий сведен в таблицу 2.

Продольные усилия в элементах фермы.

Таблица2.

Определение изгибающих моментов в верхнем поясе фермы.

В треугольных фермах с неразрезным верхним поясом опорный и коньковый узлы конструкций выполняют с внецентренной передачей продольного усилия. Эксцентриситет создают смещением центра площадок смятия в узлах вниз от геометрической оси верхнего пояса. Величина эксцентриситета принимается равной:

, где:

– изгибающий момент от суммарной расчетной постоянной и временной нагрузок на горизонтальную проекцию верхнего пояса фермы за вычетом нагрузки от собственного веса фермы;

– продольная сила в элементе верхнего пояса;

Расчетный изгибающий момент определяют как максимальный на опоре или в пролете по двум схемам:

1. для однопролетной балки:

1. Подбор сечений элементов треугольной фермы.

Верхний пояс.

1. Предварительное назначение размеров.

   1. ширина сечения.

Принимаем

2. высота сечения.

, где:

, где:

– максимальный изгибающий момент неразрезного элемента верхнего пояса;

– расчетное сопротивление изгибу³.

Принимаем верхний пояс из 10 досок

Принятое сечение.

2. Проверка прочности подобранного сечения.

, где:

– максимальное продольное усилие в поясе

–максимальный изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформируемой схеме.

, где:

–коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента.

, где:

– гибкость панели пояса в плоскости фермы.

прочность обеспечена.

4. Проверка устойчивости плоской формы деформации.

, где:

– коэффициент продольного изгиба панели пояса из плоскости фермы:

, где:

, где:

– коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов⁴.

устойчивость плоской формы деформирования обеспечена.

Нижний пояс.

Нижний, растянутый пояс выполняют из круглой стали.

Диаметр сечения из условия прочности на растяжение определяем по формуле:

, где:

– расчетное усилие в элементе

– расчетное сопротивление арматурной стали растяжению

– коэффициент условий работы

принимаем

Диаметр сечения петель, приваренных по концам металлических стержней:

, где:

– диаметр стержня;

–коэффициент работы, учитывающий снижение расчетного сопротивления для тяжей из нескольких ветвей

принимаем

Раскосы.

В коньковом узле крепление раскоса 2-3 делают при помощи коротыша большого диаметра. Расчетный диаметр коротыша определяют по формуле:

Раскос делаем из арматурной стали A-IV. принимаем

Стойки.

Сечение стойки 1-2 находим из условия смятия в месте примыкания к верхнему поясу.

Ширина стойки принимается равной ширине верхнего пояса . Высота стойки определяют по формуле:

, где:

–расчетное сопротивление древесины пояса при местном смятии поперек волокон .

Принимаем

Проверка стойки на продольный изгиб.

, где:

прочность обеспечена.

1СНиПII-25–80, табл. 11

2СНиПII-25–80, табл. 11

3СНиПII-25–80, табл.3

4СНиПII-25–80, прил.4, табл.2