Ягмур А.А., Василев В.М., Альохін А.М.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для виконання курсового проекту по дисципліні

«Конструкції з дерева й пластмас»

на тему: «Чотирьохпанельна ферма сегментного обрису із клеєним верхнім поясом»

Міністерство освіти і науки України

Донбаська національна академія будівництва і архітектури

Кафедра “Металеві конструкції”

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для виконання курсового проекту по дисципліні

«Конструкції з дерева й пластмас»

на тему: «Чотирьохпанельна ферма сегментного обрису із клеєним верхнім поясом»

(для студентів спеціальностей

6.120.100 «Архітектура»;

6.092.101 «Промислове і цивільне будівництво»)

Затверджено на засіданні кафедри ”Металеві конструкції” Протокол № 04/09-10 від 03.09.09 р.

Макіївка, ДонНАБА, 2010 р.

УДК: 624.011.1.04(083.75)

Методичні вказівки з розрахунку чотирьохпанельної ферми сегментного обрису із клеєним верхнім поясом для студентів спеціальностей 6.120.100 «Архітектура» і 6.092.101 «Промислове і цивільне будівництво» / Уклад.: Ягмур А.А., Василев В.М., Альохін А.М. – Макіївка: ДонНАБА. – 2010. – 25 с.

У методичних вказівках наведені основні положення розрахунку несучих конструкцій покриття будівлі з каркасом із деревини на прикладі розрахунку ферми сегментного обрису із клеєним верхнім поясом.

Методичні вказівки призначені для студентів спеціальностей 6.120.100 «Архітектура» і 6.092.101 «Промислове і цивільне будівництво» всіх форм навчання.

Укладачі: Ягмур А.А., доц.

Василев В.М., проф.

Альохін А.М., доц.

Відповідальний за випуск: Ягмур А.А., доц.

Рецензент: Невгень М.О., доц.

Кликов В.М., доц.

ВИХІДНІ ДАНІ

• Будівля виробничого призначення;

• Температурний режим роботи будинку – опалювальне;

• Клас будівлі за ступенем відповідальності – III;

• Група конструкцій – А I;

• Район будівництва – м. Миколаїв;

• Проліт будівлі – 24 м;

• Висота до низу конструкцій – 6 м;

• Крок колон – 6 м;

• Довжина будівлі – 60 м.

• Покриття із рулонною покрівлею по клеєфанерним панелям і сегментним фермам.

1. Розрахунок ферми сегментного обрису із клеєним верхнім поясом

Несучі конструкції покриття приймаємо у вигляді сегментних металодерев’яних ферм із розрізним верхнім поясом з дощато-клеєних блоків. Матеріал конструкцій – клеєні бруси для стиснутих і стиснуто-вигинаємих елементів і сталь С235 – для розтягнутих.

Схема сегментної ферми на рис. 1.

Рис. 1. Геометрична схема сегментної ферми

Розрахунковий проліт , розрахункова висота ферми . Решітка ферми трикутна. Радіус осі верхнього пояса:

Довжина дуги верхнього пояса:

де - центральний кут;

,

Приймаємо верхній пояс із 4 рівних панелей. Довжина панелі:

Довжина хорди:

;

Розмір стрілки ВГ:

Тоді ЕГ:

Довжина хорди ББ:

Довжина розкосу БД:

Довжина розкосу ДВ:

Стріла вигину панелі верхнього пояса:

.

2. Статичний розрахунок ферми

Постійне навантаження – від огороджувальної конструкцій (від панелей покриття).

Нормативне навантаження: .

Розрахункове навантаження на ферму від панелей покриття: .

Власна вага ферми:

де для сегментної ферми прольотом 24 м.

Розрахункове значення постійного навантаження на 1 п.м. ферми:

Згідно п. 5.1 [2] граничне розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття обчислюється за формулою:

де – коефіцієнт надійності по граничному значенню снігового навантаження визначається залежно від заданого середнього періоду повторюваності при Т = 50 років = 1.

Sо – характеристичне значення снігового навантаження для м. Миколаїв.

Sо = 870 МПа

С_е = 1 згідно з п. 8.9, С_alt = 1 по 8.10 [2]

μ – коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву на поверхні землі до снігового навантаження на покриття.

Відповідно до додатку Ж схема 2 варіант1

де α – кут нахилу дотичної до контура ферми.

В точці А

В точці Б

В точці В

Таким чином снігове навантаження по I варіанту розподіляється по синусоїді:

Лінійне розрахункове снігове навантаження:

Рис. 2. Значення ординат коефіцієнтів μ₁ та μ₂

2.1. Визначення вузлових навантажень

Всі навантаження прикладені у вузли верхнього поясу ферми, горизонтальну проекцію кожної панелі верхнього поясу розглядаємо як однопрогонову балку з відповідною схемою завантаження.

Вузлові постійні навантаження:

Перевірка :

Вузлові тимчасові навантаження від завантаження сніговим навантаженням.

Варіант 1. Розподілене навантаження за синусоїдою:

Перевірка

Варіант 2. Розподілене навантаження за законом трикутника:

Перевірка

Рис. 3. Можливі варіанти завантаження сегментної ферми

із розрізним клеєним поясом постійним та сніговим навантаженнями

2.2. Визначення зусиль в елементах ферми

Статичний розрахунок ферми виконуємо з використанням програми SCAD Office 7.31. Нумерація елементів і вузлів прийнята цифрова (рис. 4).

Рис. 4. Нумерація вузлів та елементів сегментної ферми

Після розрахунку ферми на постійне та 2 варіанти завантаження сніговим навантаженням визначимо розрахункові зусилля в стержнях ферми.

Розрахункові поздовжні зусилля наводяться в табличній формі.

Елементи ферми	Позначення стержнів	Постійне навантаження, кН	Снігове навантаження за синусоїдою Варіант №1	Снігове навантаження за законом трикутника Варіант 2, кН	Розрахункові зусилля	Позначення зусиль
Верхній пояс	АБ (4)	-76,367	-90,479	-64,157	-166,846	О1
	БВ (5)	-69,699	-83,743	-51,62	-153,442	О2
Нижній пояс	АД (1)	67,996	80,593	57,147	148,589	U1
	ДД/ (2)	69,898	85,386	43,142	155,284	U2
Решітка	БД (8)	1,333	3,359	-9,817 0,585	-8,484 1,918	Д1
	ДВ (9)	-1,486	-3,745	10,944 -0,652	9,458 -5,231	Д2

Примітка: У дужках нумерація елементів ферми згідно програми SCAD Office 7.31.