Проектирование одноэтажного здания с несущим деревянным каркасом

-11750,4 -15039,2 В3 -3,55 -1,77 -5,32 -5145,96 -18385,92 -23531,22 В4 -3,67 -2,44 -6,11 -5910,1 -21116,16 -27026,26 Н1 2,42 0,97 3,39 3279,1 11715,84 14994,94 Н2 3,53 1,76 5,29 5116,95 18282,24 23399,19 Н3 3,65 2,43 6,08 5881,1 21012,48 26539,72 Н4 3 3 6 5803,72 20736 26539,72 Р1 -3,48 -1,39 -4,87 -4710,69 -16830,72 -21541,41 Р2 -1,68 -1,2 -2,88 -2785,79 -9953,28 -12739,07 Р3 -0,19 -1,06 -1,25 -1209,11 -4320,98 -5529,11 Р4 1,08 -0,95 0,13 125,747

-3283,2/

+3732,48

3858,227 С1 -0,5 0 -0,5 -483,64 -1728 -2211,64 С2 1,26 0,9 2,16 2089,34 7464,96 9554,3 С3 0,15 0,82 0,97 938,27 3352,32 4290,59 С4 -0,86 0,76 -0,1 -96,728

-2972,16/

+2626,56

-3068,88/

-2529,83

С5 0 0 0 0 0 0

 

где N_G – реальное усилие в стержнях фермы от сил G;

N_P - реальное усилие от снеговой нагрузки;

N – суммарное усилие

 

3.2 Подбор сечений элементов ферм

 

Нижний пояс.

Подбираем одно сечение на весь пояс. За основу берем элемент Н3, с Nmax=26839,58 кг.

1. Из условия прочности (1) для центрально растянутого стержня определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения

где m_в=1 (группа конструкций АI) и m_о=0,8.

2.При максимальной степени ослабления сечения н.п. врубкой на глубину h_вр=1/4h_нп (h_нп – высота сеченя н.п.) полная площадь поперечного сечения  определяется как

.

3. С учетом требования h_нп³1,5b_нп (b_нп – ширина сечения н.п.) и сортамента пиломатериалов хвойных пород (приложение 4) выбираем сечение н.п. b_нпxh_нп=200x225 мм, при котором А_бр=450 см².

4. Из условия h_вр£1/4h_нп задаемся глубиной врубки в нижний пояс h_вр=56 мм (значение h_вр должно быть кратно 0,5 см) и проверяем прочность ослабленного сечения

(Условие выполняется)

Верхний пояс.

1. Из условия прочности центрально-сжатого стержня (2) определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения

где R_c=140 кг/см² (для изготовления поясов фермы применяется древесина II сорта).

2. Определяем требуемое значение полной площади поперечного сечения  с учетом ослабления сечения в.п. врубкой (h_вр=1/4h_вп)

.

3.Ширина сечения в.п. b_вп принимается равной b_нп 0, т.е. b_вп=b_нп=20 см. Требуемое значение высоты сечения в.п. определяем как

С учетом сортамента и требования h_вп³b_вп назначаем сечение в.п. b_впxh_вп=200x200 мм, при котором А_бр=400 см².

4. Вычисляем радиусы инерции сечения r_y=r_x=0,289h_вп»0,0578м. Расчетные длины в.п. в плоскости и из плоскости фермы при установке прогонов в каждом узле в.п. равны между собой l_x=l_y=d/cosa=2,4/1»2,4 м. Определяем гибкости в.п. l_x и l_y : l_x=l_y=l_x/r_x=2,4/0,0578=41,522 < 70

Условие прочности не выполняется! Увеличим сечение в.п.!

5. Так как максимальная гибкость не превышает 70, коэффициент продольного изгиба вычисляем по формуле

6. Выполняем проверку устойчивости в.п. по формуле (3) с учетом А_р=А_бр

Опорный раскос.

Элемент Р1.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).

Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5 и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса

2. С учетом сортамента и требования b_р=b_нп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса b_рxh_р=200x175 мм, А_бр=350 см².

3. Расчетные длины опорного раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере l_x=l_y=3,451 м. Радиусы инерции r_x =0,289*0,175=0,05075 м.

r_y = 0,289*0,2=0,0578 м

Определяем гибкости опорного раскоса:

,

где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как l_max < 70, определяем j по формуле

.

4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса

.

(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р2.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).

Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса

2. С учетом сортамента и требования b_р=b_нп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса b_рxh_р=200x150 мм, А_бр=300 см².

3. . Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере l_x=l_y=3,63 м. Радиусы инерции

r_y=0,289×h_p=0,289*0,2=0.0578 м,

r_x=0,289×b_p=0,289*0,15=0.04335 м.

Определяем гибкости опорного раскоса:

,

где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как l_max >70, определяем j по формуле

.

4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса

.

 

(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р3.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).

Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса:

2. С учетом сортамента и требования b_р=b_нп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса b_рxh_р=200x125 мм, А_бр=250 см².

3. . Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере l_x=l_y=3,811 м. Радиусы инерции

r_x=0,289×h_p=0,289*0,2=0,0578 м,

r_y=0,289×b_p=0,289*0,125=0,036123 м.

Определяем гибкости опорного раскоса:

,

где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150).

 

(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р4.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3). Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения