9535

50

51

Рисунок 4.14. Расчетная схема панели верхнего пояса

Внашем случае поперечная нагрузка q (постоянная+снеговая нагрузка)

ипродольная сила N создают эпюру изгибающих моментов параболической формы (рисунок 4.14).

53

наиболее нагруженной в нашем случае является панель О1, поскольку в ней действуют максимальный изгибающий момент и максимальная по величине соответствующая продольная сила (см. таблицу 4.6).

Расчетным сечением сжато-изгибаемого элемента, то есть панели

верхнего пояса, является сечение, где действует максимальный по

абсолютной величине изгибающий момент.

5.Конструктивный расчет элементов и узлов фермы

5.1.Конструктивный расчет панелей верхнего пояса

5.1.1. Компоновка сечения верхнего пояса Сечение панелей верхнего пояса проектируем из досок сортамента

пиломатериалов по ГОСТ 24454-80* Е с учетом припусков на фрезерование их пластей до склеивания пакета и фрезерования боковых граней склеенного пакета по ГОСТ 7307-75.

Для изготовления принимаем доски сечением 175 × 40 мм . Их толщина после фрезерования пластей с предварительным фугованием составит 40 − 7 = 33 мм, а ширина склеенного пакета после фрезерования его боковых граней будет равна 175 −15 = 160 мм.

Принятая толщина досок после фрезерования не превышает максимально допустимую толщину 40 мм согласно п.2.2 [5], поэтому

устройство продольных компенсационных прорезей можно не предусматривать. Также принятая толщина досок равна рекомендуемой граничной толщине, согласно п.7.7 [1] равной 33 мм.

Высота сечения панелей разрезного верхнего пояса в сегментных фермах

Задаемся сечением панели АБ, склеенной из 10 слоев толщиной 33 мм

54

Предельная гибкость элемента определяется по п.6.24, таблице 17 [1].

Рисунок 5.1. Поперечное сечение панели верхнего пояса

В соответствии с п.5.2 [1] расчетные сопротивления, приведенные в таблицах 3, 4 и 6 [1], в соответствующих случаях следует умножать на коэффициенты условий работы и делить на коэффициент надежности по

сроку службы.

Коэффициенты условий работы, которые необходимо учитывать при расчете элементов фермы, приведены в таблице 5.1.

По таблице Г.1 приложения Г [1] проектируемое здание имеет срок службы не менее 50 лет, поэтому коэффициент надежности по сроку службы γ н(сс) = 1, 0 (таблица 12 [1]).

Примечание:

1)В связи с тем, что в СП 64.13330.2011 на данный момент отсутствует четкое разграничение на классы по условиям эксплуатации (таблица Г.2 приложения Г), температурно-влажностные условия эксплуатации приняты по таблице 1

СНиП II-25-80. «Деревянные конструкции», а коэффициент условий работы mв

принимается по таблице 5 СНиП II-25-80. Остальные коэффициенты условий работы следует принимать по СП 64.13330.2011.

5.1.2. Проверка прочности наиболее нагруженной панели верхнего пояса

-Первое сочетание нагрузок – L1+L2+L4.

-Второе сочетание нагрузок – L1+L2+L3.

Проверка выполняется в соответствии с п.6.17 [1].

56

Первое сочетание:

Таким образом, принятое сечение панели верхнего пояса удовлетворяет условиям прочности.

В случае невыполнения проверки рекомендуется увеличить, в первую очередь, высоту сечения верхнего пояса, добавляя слой за слоем.

Верхний пояс был запроектирован сечением 160×330 мм, хотя сечение

135×363 мм является более экономичным. Это вызвано необходимостью нормального монтажа плит покрытия. В п.3.2 настоящих указаний ширина площадки опирания плиты покрытия была принята – 60 мм,

монтажный зазор между плитами – 20 мм, кроме этого, необходимо

учесть допуск на точность изготовления плит покрытия и их монтажа

±5 мм. Таким образом, ширина верхнего пояса фермы из условия опирания плит с двух сторон должна быть не менее 60 × 2 + 20 + 5 = 145 мм .

57

В итоге получается, что ширины верхнего пояса 135 мм для опирания

плит недостаточно.

5.1.3. Проверка устойчивости плоской формы деформирования

Проверка выполняется в соответствии с п.6.20 [1].

где n = 2 – для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования;

ϕ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (8) [1]

для гибкости участка элемента с расчетной длиной l р из плоскости деформирования;

ϕ = λA2 .

A– коэффициент, принимаемый для древесины A = 3000 ;

λ– гибкость панелей верхнего пояса при длине расчетного участка равной половине длины панели (между точками примыкания связей);

Верхний пояс раскрепляем связями – распорками и раскосами из стальных элементов (труб, уголков, тяжей) или клееных деревянных элементов, т.к. шаг несущих конструкций превышает 3 м. При шаге несущих конструкций до 3 м предпочтительнее конструировать связи деревянными (из брусьев или досок).

В плоскости кровли роль распорок могут выполнять продольные ребра плит покрытия при соответствующем их креплении к несущим конструкциям. Однако существующие способы крепления плит покрытия к несущим деревянным конструкциям (на болтах, глухарях, гвоздях и других податливых связях, которые в процессе эксплуатации из-за коррозии,

неплотной постановки и другим причинам не гарантируют надежности

58

соединений) не позволяют рекомендовать учитывать эти элементы в

общей системе связей.

ϕМ – коэффициент, определяемый по формуле (25) [1]:

lр – длина расчетного участка, равная расстоянию между точками раскрепления верхнего пояса;

kф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов в пределах расчетного участка lр, определяемый по таблице Е.2 приложения Е [1]. Параболическую форму эпюры заменяем на трапециевидную с отношением α = МОП МПР = 0 .

1-ое сочетание:

М Д = 12,71 кН × м (см. п.5.1.2. настояших указаний при расчете на прочность от первого сочетания).

Расчет на второе сочетание нагрузок можно не выполнять, так как продольное усилие значительно меньше, чем в первом сочетании, а

59

изгибающий момент дает лишь несколько процентов от суммарного результата, сравниваемого с 1,0.

В случае неудовлетворения проверки рекомендуется увеличить ширину сечения верхнего пояса или уменьшить расстояние между точками примыкания связей к расчетной панели пояса.

5.2. Расчет нижнего пояса

Нижний пояс проектируем стальным из двух горячекатаных неравнополочных уголков в соответствии с сортаментом по ГОСТ 8510-86*.

Максимальное усилие в нижнем поясе согласно таблице 4.6: N=260,05 кН.

Требуемая площадь сечения стального пояса из условия прочности на центральное растяжение (п.7.1.1. [3]):

площадью сечения:

А = 6,36 × 2 =12,72 см2 =12,72 ×10−4 м2 .

Сечение с толщиной полки менее 5 мм принимать не рекомендуется, во

избежание неудобства при сварке с другими конструктивными элементами.

Согласно примечанию 2 приложения В [3] при толщине проката t ≤ 6 мм номер группы конструкций следует увеличивать на единицу (для групп 1-3),

т.е. нижний пояс фермы следует теперь отнести к 3 группе конструкций и по таблице В.1 приложения В применить сталь С235. Однако данное