Деревянное промышленное здание
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
нет снеговой нагрузки, поэтому в среднем узле действует сосредоточенная нагрузка Р, а в крайнем узле приложена сосредоточенная нагрузка, равная по величине ее половине. В коньковом узле действует сосредоточенная нагрузка, численно равная сумме половин нагрузок для двух сочетаний.
Для каждого сочетания находим реакции опор, а затем методом вырезания узлов находим усилия в элементах фермы. Все полученные значения заносим в таблицу 4 Усилия в элементах фермы.
Таблица 4. ? Усилия в элементах фермы
№ стержняУсилия от постоянной нагрузки q, кН/мУсилия от снеговой нагрузки S, кН/мРасчётные сочетания усилийНа всём пролётеСлеваСправаНа всём пролётеНа полупролётеВерхний поясBC- 324,60- 209,95- 67,01- 534,55- 391,96CD- 249,84- 172,37- 57,46- 422,21- 307,30DE- 249,84- 172,37- 114,70- 422,21- 364,54EF- 324,60- 209,95- 114,91- 534,55- 391,96Нижний поясAJ00000J I439,11194,4097,20633,51536,31IH439,11194,40162,00633,51601,11HG00000РаскосыBJ428,04230,6960,91658,73488,95JD67,7250,54-48,11-118,2619,61DH67,7250,54- 57,28-118,2610,44HF428,04230,69126,17658,73554,21СтойкиAB- 292,79- 129,6032,4- 422,39- 260,39JC- 146,39- 60,910,95- 207,30- 145,44ID125,5886,64- 43,55212,2182,03EH- 88,28- 60,910- 207,30- 145,44FG- 292,79- 129,60- 97,20- 422,39- 389,99
Для уменьшения изгибающих моментов в панели фермы необходимо создать внецентренное приложение нормальной силы, в результате чего в узлах верхнего пояса возникают разгруженные отрицательные моменты.
Верхний пояс рассчитывается как сжато-изгибаемый элемент на продольное усилие N = 534,55 кН.
Максимальный изгибающий момент в панели от внеузловой равномерно распределенной нагрузки определяется с учетом, что на верхний пояс приходится половина собственного веса фермы:
кН•м. (32)
Значение расчетного эксцентриситета вычисляем из условия равенства опорных и пролетных моментов в опорной панели верхнего пояса фермы:
(33)
N - усилие в верхнем поясе фермы, кН:
м = 5,2 см
Разгружающий момент определяем по формуле:
(34)
Изгибающий момент от действия продольных и поперечных сил:
(35)
где М0 - изгибающий момент от распределённой нагрузки, кНм;
МN - изгибающий момент от действия продольной силы в стержнях, кНм:
, .
Подбор сечений и проверка напряжений
1) Верхний пояс:
N = 534,55 кН (сжатие)
Панели верхнего пояса рассчитываются как сжато-изгибаемые.
Предварительное сечение b x h.
Принимаем сечение верхнего пояса в виде клееного пакета, состоящего из черновых заготовок по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов второго сорта сечением 50х200 мм.
Ширина сечения с учетом острожки: b=200-15=185 мм. Клееный пакет состоит из 10 досок общей высотой 10 х 43 = 430 мм. После склейки пакета его еще раз фрезеруют по боковым поверхностям. Таким образом, сечение клееного пакета составляет b x h=185 х 430 мм.
Проверку напряжений проводят по формуле
(36)
где ? - напряжение в поясе фермы, МПа;
А - площадь поперечного сечения, м2, которую вычисляем по формуле:
(37)
где b - ширина сечения клееного пакета, м;
h - высота сечения клееного пакета, м.
.
W - момент сопротивления сечения:
Мq - изгибающий момент от действия продольных и поперечных нагрузок, который определяем по формуле:
(38)
где ? - коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы в следствие прогиба элемента, который определяется по формуле:
(39)
? - коэффициент продольного изгиба, который зависит от ? (предельной гибкости);
(40)
lп - длина панели верхнего пояса, м;
h - высота доски, м.
,
значит, расчет коэффициента продольного изгиба ? ведется по:
(41)
Коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы следствие прогиба элемента, определяется по формуле (20):
kn - поправочный коэффициент, который вычисляем по формуле:
(42)
=0,81 - при эпюрах прямоугольного очертания:
Расчетный изгибающий момент определяем по формуле (32):
Rс - расчетное сoпротивление древесины сжатию, которое принимаем равным:
Проверим напряжения по расчету на прочность сжато-изгибаемых элементов по формуле (36):
2) Нижний пояс
N = 633,51 кН (растяжение)
Нижний пояс выполняют из уголков стали марки ВСт3кп 2 - 1 по ТУ 14-1- 3023-80.
Необходимая площадь сечения пояса:
(43)
где N - усилие в нижнем поясе фермы, кН;
Rpcm- расчетное сопротивление стали растяжению
Принимаем два уголка размером 63х63х6 мм, площадь которого равна:
где F - площадь уголка, определенная по таблице 5.2 [3].
Радиус инерции принятых уголков: i=0,0215 м (по табл. 5.2 [3]).
Гибкость нижнего пояса определяется по формуле:
(44)
где lн- длина панели нижнего пояса, м;
i - радиус инерции принятых уголков, м:
) Опорный раскос
N = 118,26 кН (сжатие)
Размеры поперечного сечения определяются по предельной гибкости: ? = 120.
(45)
где lр1 - длина первого раскоса, м; ? - предельная гибкость, м.
Ширину сечения принимаем по сортаменту b = 185 мм.
Высоту сечения раскоса принимаем из 6 досок толщиной 33 мм после фрезерования. Общая толщина пакета: h = 633 = 196 мм.
Площадь сечения раскоса определяем по формуле:
.
Исходя из формулы (44) гибкость раскоса будет равна:
Значит расчет коэффициента продольного изгиба ведется по формуле:
&nb