Расчет сегментной фермы - реферат

начальные данные на проектирование

Наименование показателя:

Значение:

Наименование несущих конструкций

сегментная ферма

Район строительства

г. Ярославль

Расчетный просвет ригеля l , м

18

Расстояние меж несущими конструкциями В , м

6

Высота колонны от уровня пола до низа ригеля Н , м

6

Длина строения, м

60

Вид покрытия

теплое

Ограждающие конструкции

прогоны

Теплоизолятор Плитный, плотностью, кг/м 3

60

Тип кровли

мягенькая черепица

По заданию поперечный разрез принимается Расчет сегментной фермы - реферат, как показано на схеме ниже (рис. 1).

Рис. 1. Конструктивная схема поперечной рамы.

Для предстоящего проектирования нужно принять последующие решения:

– все конструкции промышленного производства, в т.ч. сегментные фермы стопроцентно делаются на заводе и доставляются на место установки в готовом виде;

– температурно-влажностные условия эксплуатации АI;

– коэффициент надежности по ответственности Расчет сегментной фермы - реферат g n = 0,95 (по п. 2, прил. 7, СНиП 2.01.07-85*), т.к. проектируемое здание относится ко II уровню ответственности;

– материалы: - древесная порода из сосны 2-го сорта;

- сталь класса С235.


1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

В данном разделе записки рассматривается расчет только ограждающих конструкций покрытия.

1.1. Выбор конструкции покрытия

Разглядим два варианта конструкции покрытия. Как Расчет сегментной фермы - реферат обозначено в задании на проектирование, несущими элементами кровли являются прогоны, которые передают усилия конкретно на стропильные конструкции. Также нужно принять во внимание то, что покрытие теплое с плитным теплоизолятором из минераловатных плит на синтетическом связывающем (ГОСТ 9573-82) плотностью 60 кг/м 3 и шириной (2´10) = 20 см . Тип кровельного материала – мягенькая черепица «Pikipoika Расчет сегментной фермы - реферат» (Финляндия) на базе стекловолокна, вес 1 м 2 – 8,4 кг . Потому что уклон верхнего пояса сегментной фермы переменный, достигая 0 % на коньке, то, исходя из технических критерий использования мягенькой черепицы, нужно для увеличения плотности на базу настилать подкладочный слой. В качестве которого, будем использовать битумно-полимерный рулонный материал Левизол (ТУ 5774-058-113221100-95) с удельным весом 1,2 кг Расчет сегментной фермы - реферат/м 2 . Пароизоляция выполнена из 1 слоя пергамина весом 0,75 кг/м 2 .

1-ый вариант кровли, показанный на рис. 2.

Рис. 2. 1-ый вариант кровли.

К плюсам данного варианта можно отнести простоту монтажа конструкций покрытия и независимость размеров теплоизолятора и прогонов. К минусам же – недоступность к плитам теплоизолятора без демонтажа водоизоляционных материалов (долговечность минераловатных Расчет сегментной фермы - реферат плит 20 лет, в то время как мягенькая черепица «живет» 30 лет); большая строительная толщина покрытия; желательна установка дополнительных конструкций под разглаживающий слой (обрешетка, настил из досок) для предотвращения раннего износа теплоизолятора вследствие смятия верхнего слоя кровли от физического воздействия. Для укладки теплоизолятора используют одинарный дощатый настил, расположенный повдоль ската. Доски Расчет сегментной фермы - реферат соединяют вплотную либо четверть, толщину их определим расчетом дальше. Они скрепляются поперечными досками и раскосами из досок.

2-ой вариант конструкции покрытия представлен на рис. 3.

Рис. 3. 2-ой вариант кровли: 1 – слой мягенькая черепица по слою левизола на мастике; 2 – защитный настил из досок; 3 – рабочий настил (обрешетка); 4 – прогон; 5 – два слоя минераловатных плит; 6 – пароизоляция из Расчет сегментной фермы - реферат слоя пергамина; 7 – подшивка из досок.

Положительные стороны второго варианта: жесткий двойной настил обеспечивает нужную устойчивость верхних поясов ферм в горизонтальной плоскости; более удачный доступ к плитам теплоизолятора (ремонт теплоизолятора, пароизоляции и гидроизоляции может быть раздельным); удобство эксплуатации – минераловатные плиты защищены от физического воздействия древесным настилом; малая строительная толщина покрытия; легче реконструкция Расчет сегментной фермы - реферат строения, постановкой фонарей либо оконных просветов в кровле. Отрицательные моменты: более трудозатратный установка; конструкции прогонов ужаснее проветриваются.

В процессе анализа 2-ух вариантов покрытия избираем вариант 2 (рис. 3). Принятая кровля является оптимальным решением для цилиндрической крыши промышленного строения. Разглядим этот тип покрытия более детально.

Косой защитный настил мягенькой кровли уложен по Расчет сегментной фермы - реферат обрешетке, опирающейся на прогоны, расположенные через расстояние а ≤ 1,5 м . Это расстояние должно позволять уложить рядом две плиты минераловаты шириной по 0,5 м . Принимая ширину прогона 100 мм , найдем, что расстояние меж осевыми линиями прогонов а = 1,15 м .

В целях предохранения покрытия от загнивания предусмотрен ряд мероприятий: для осушения полости ограждающих Расчет сегментной фермы - реферат конструкций крыши устроены входные вентиляционные продухи у карниза и выходные – в цокольной стене фонаря и около конька крыши; уложен сплошной пароизоляционный слой по подшивке потолка; даны предохранительные доски из антисептированной древесной породы по верхним поясам ферм; введены толевые прокладки меж торцами верхних поясов ферм и металлическими частями опорных узлов.

1.2. Расчетные свойства Расчет сегментной фермы - реферат материалов

Для древесной породы досок защитного настила:

– расчетное сопротивление извиву: R и = 13 МПа (табл. 3 СНиП II-25-80);

– модуль упругости: Е = 10 000 МПа (п. 3.5 СНиП II-25-80).

Для древесной породы рабочего настила:

– расчетное сопротивление извиву: R и = 13 МПа = 1,3 кН/см 2 ;

– модуль упругости: Е = 10 000 МПа .

1.3. Расчет частей конструкции кровли

Защитный косой настил Расчет сегментной фермы - реферат принимается из древесной породы сосны II сорта без расчета, т.к. он уложен по разреженному рабочему настилу (обрешетке), состоящему из брусков обрешетки, расположенных на расстоянии 20–30 см друг от друга.

Ширина досок настила берется 8–10 см , но менее 12 с тем, чтоб не допустить огромного коробления досок при усушке и тем предупредить вероятный разрыв Расчет сегментной фермы - реферат левизола.

Толщина косого настила принимается равной 1,6–1,9–2,5 см , согласно ГОСТ 3008-85. В этом случае, при расположении прогонов через 1,15 м , подшивку, для унификации частей, принимаем из теса таковой же толщины, как и косой настил слоя защиты, а конкретно, 19 мм .

1.3.1. Расчет обрешетки

Согласно п. 6.14 СНиП II-25-80 рабочий настил рассчитывается на Расчет сегментной фермы - реферат крепкость и прогиб от последующих сочетаний нагрузок:

а) от собственного веса и снега;

б) от собственного веса и сосредоточенного груза Р = 1 кН ;

при этом для принятого в нашем случае двойного (рабочего и защитного) настила сосредоточенный груз разрешается считать распределенным на ширину 0,5 м рабочего настила.

Но, самой нерентабельной нагрузкой для обрешетки обычно является Расчет сегментной фермы - реферат монтажная нагрузка Р = 1 кН , приложенная посреди одной обрешетины, на которую и проверяется ее крепкость, без учета жесткости. Коэффициент перегрузки п = 1,2, т.е. расчетная величина Р = 1,2 кН (расчет лишь на крепкость).

Расчетный просвет рабочего настила l = 1,15 м = 115 см .

Соберем нагрузки на обрешетину, считая расстояние меж ними 20 см Расчет сегментной фермы - реферат .

Вес конструкций (таблица 1).

Таблица 1 . Расчет давления от веса покрытия на настил

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка, кН/м2

Мягенькая черепица «Pikipoika» (Финляндия)

0,082

1,3

0,11

Защитный настил из досок 19 мм

0,093

1,3

0,12

Свой вес обрешетки, за ранее принятый из брусков 5´5 см , расположенных через 20 см

0,052

1,1

0,06

Итого:

0,29

Таким макаром, сводя нагрузку Расчет сегментной фермы - реферат, распределенную по площади, к линейно распределенной нагрузке, получим g = 0,29×0,2 = 0,058 кН/м .

Снеговая нагрузка .

Город Ярославль находится в III снеговом районе (карта 1 СНиП 2.01.07-85*). Как следует, нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли s о = 1,0 кПа (табл. 4 СНиП 2.01.07-85*).

Линейно распределенная нагрузка от снега на обрешетину:

,

где g f – коэффициент Расчет сегментной фермы - реферат надежности по нагрузки, для снеговой нагрузки по п. 5.7 СНиП 2.01.07-85* равен 1,6, потому что отношение нормативного значения умеренно распределенной нагрузки от покрытия gn = 0,595 кН/м 2 к нормативному значению веса снегового покрова s 0 = 1,0 кН/м 2 , равно gn / s 0 = 0,595, что меньше 0,8.

m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на Расчет сегментной фермы - реферат покрытие, принимаемы в согласовании с п. 3 прил. 3 СНиП 2.01.07-85* и равный 1,0;

b – шаг обрешетки.

Подставив эти значения, получим:

кН/м .

Рассчитаем раздельно на любой из вариантов загружения:

а) от собственного веса и снега

Рис. 4. Схема обрешетки для 1-го варианта загружения.

Суммарная умеренно распределенная нагрузка на обрешетину:

кН Расчет сегментной фермы - реферат/м .

Эпюра моментов будет смотреться последующим образом (расчет в комплексе COSMOS/M 2.6):

Рис. 5. Эпюра изгибающих моментов 1-го варианта загружения.

Т.о. наибольший изгибающий момент при первом варианте сочетания нагрузок:

Нм = 0,0625 кНм .

б) от собственного веса и сосредоточенного груза Р = 1,2 кН

Рис. 6. Схема обрешетки для 2-го варианта загружения.

Так же, как в Расчет сегментной фермы - реферат пт выше, строим эпюру моментов (рис. 7) и находим наибольший.

Рис. 7. Эпюра изгибающих моментов 2-го варианта загружения.

Наибольший изгибающий момент при втором варианте сочетания нагрузок:

Нм = 0,292 кНм .

В итоге получим наибольший расчетный момент М max = 0,292 кНм = 29,2 кНсм .

Подберем сечение обрешетины. Из условия прочности балки, работающей на поперечный извив, требуемый момент Расчет сегментной фермы - реферат сопротивления:

22,5 см 3 .

Назначая обрешетку прямоугольного сечения, по сортаменту пиломатериалов хвойных пород (ГОСТ 8486-57) примем 6´5 см с моментами сопротивления Wx = 30 см 3 и Wу = 25 см 3 . Для уменьшения строительной высоты положим обрешетину длинноватой стороной сечения параллельно прогону. Тогда момент инерции сечения относительно горизонтальной оси симметрии:

см 4 .

Проверим подобранное сечение на прогиб Расчет сегментной фермы - реферат от деяния нормативной нагрузки:

,

где [f/l ] – предельный прогиб в толиках просвета, для обрешеток и настилов равен 1/150 (п. 4.32 СНиП II-25-80);

qn – нормативное значение умеренно распределенной нагрузки на обрешетину:

кН/м .

1.3.2. Расчет прогона

Высоту прогонов кровли принимаем по конструктивным суждениям (из условия размещения 2-ух слоев минераловатных плит шириной по 7 см ) более 20 см Расчет сегментной фермы - реферат .

Производим подсчет нагрузок, действующих на прогон.

Неизменная нагрузка от собственного веса покрытия.

Таблица 2 . Расчет давления от веса покрытия на прогоны

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка, кН/м2

Мягенькая черепица «Pikipoika» (Финляндия)

0,082

1,3

0,107

Рулонный материал левизол (ТУ 5774-058-113221100-95)

0,012

1,3

0,016

Защитный настил из досок 19 мм

0,093

1,3

0,121

Свой вес обрешетки Расчет сегментной фермы - реферат из брусков 6´5 см , расположенных через 20 см

0,086

1,3

0,112

Два слоя минераловатных плит на синтетическом связывающем (ГОСТ 9573-82) плотностью 60 кг/м 3 и шириной (2´7) = 14 см .

0,084

1,2

0,101

Пароизоляция из 1 слоя пергамина

0,07

1,3

0,091

Подшивка из досок 19 мм

0,093

1,3

0,121

Прогоны

0,075

1,1

0,083

Итого:

0,759

Сводя нагрузку, распределенную по площади, к линейно распределенной нагрузке, получим g = 0,759×1,15 = 0,873 кН/м .

Временная нагрузка от снега была Расчет сегментной фермы - реферат подсчитана ранее и равна:

кН/м .

Итак, расчетная погонная нагрузка на прогон составит:

кН/м .

Прогоны проектируем спаренными неразрезными, состоящими из 2-ух рядов досок, поставленных на ребро и соединенных гвоздями, забиваемыми конструктивно с шагом 50 см (рис. 8).

Рис. 8. Конструкция прогонов из спаренных досок

(размещение гвоздиков показано схематично, более детально см. рис Расчет сегментной фермы - реферат. 10 и дальше по тексту).

Каждый ряд досок выполнен по схеме консольно-балочного прогона с поочередным размещение соединений, но 1-ый ряд не имеет стыка в первом просвете, а 2-ой ряд досок – в последнем просвете.

Соединения досок устраивают в точках, где изгибающий момент в неразрезных опорах, загруженных умеренно распределенной нагрузкой по Расчет сегментной фермы - реферат всей длине, меняет символ, т.е. на расстоянии от опор, равных х = 0,21l .

Наибольший изгибающий момент (на опоре):

кНм = 813,9 кНсм .

Требуемый момент сопротивления из условия прочности выходит:

см 3 .

Для высоты сечения прогона h = 18 см уточняем ширину:

9,4 см .

Назначая прогоны спаренными из 2-ух досок, по сортаменту пиломатериалов хвойных пород (ГОСТ 8486-57) примем Расчет сегментной фермы - реферат 2´50´200 мм .

Момент инерции сечения прогона относительно горизонтальной оси симметрии:

см 4 .

Нормативная умеренно распределенная нагрузка на прогон:

кН/м .

Проверим подобранное сечение на прогиб от деяния нормативной нагрузки:

.

Доски 1-го ряда соединяют по длине без косого пригуба. Концы досок 1-го ряда приколачивают гвоздями к доске Расчет сегментной фермы - реферат другого ряда, не имеющего в данном месте стыка. Гвоздевой забой стыка рассчитываем на восприятие поперечной силы. Количество гвоздиков с каждой стороны стыка определяется исходя из того, что поперечная сила, приходящаяся на один ряд досок Q = Моп / 2хгв , в то же время равна Q = пгв Тгв , откуда

,

где хгв – расстояние от опоры до Расчет сегментной фермы - реферат центра гвоздевого забоя, беря во внимание, что каждый гвоздь принимает однообразное усилие, равное Тгв .

Гвозди, скрепляющие доски прогона, приняты dгв = 0,35 см , lгв = 9 см (ГОСТ 283-41).

Рис. 9. К расчету гвоздевого соединения в прогонах.

Допустимое усилие на один «срез» гвоздя определяем из нижеследующих критерий:

а) из условия извива гвоздя:

кН ;

б) из Расчет сегментной фермы - реферат условия смятия досок на глубине защемления гвоздя:

кН .

В расчет принимаем:

кН .

Расстояние хгв грубо примем равным 0,21l , т.е. хгв = 0,21×600 = 126 см . Тогда количество гвоздиков с каждой стороны стыка:

.

Округляя требуемое значение количества гвоздиков с каждой стороны стыка, получим четное nгв = 8.

Расстановку гвоздиков производим согласно требованиям п. 5.21 СНиП II-25-80:

– расстояние Расчет сегментной фермы - реферат меж осями гвоздиков повдоль волокон древесной породы следует принимать более s 1 = 15d = 15×0,35 = 5,25 см при толщине пробиваемого элемента с = 5 см ³ 10d = 10×0,35 = 3,5 см ;

– расстояние повдоль волокон древесной породы от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать более s 1 = 15d = 5,25 см .

– расстояние меж осями гвоздиков поперек волокон древесной породы Расчет сегментной фермы - реферат при прямой расстановке гвоздиков следует принимать более s 2 = 4d = 4×0,35 = 1,4 см ;

– расстояние s 3 от последнего ряда гвоздиков до продольной кромки элемента следует принимать более 4d = 1,4 см ;

Принимая во внимание вышеизложенные требования, расставим гвозди на стыке досок прогона так, как показано на рис. 10.

Рис. 10. Схема гвоздевого забоя стыка Расчет сегментной фермы - реферат досок в прогоне.

Гвозди, соединяющие меж собой доски спаренного прогона, ставятся конструктивно (без расчета) с шагом 50 см в разбежку, как схематично показано на рис. 9. При этом на сшивку досок прогона в одном просвете пригодится 13 гвоздиков.


2. расчет и конструирование сегментной клееной фермы

2.1. Определение общих размеров фермы

Расчетный просвет фермы l = 24,0 м .

Расчетная высота Расчет сегментной фермы - реферат фермы:

м .

Строительный подъем:

см .

Рис. 11. Геометрическая схема фермы.

Радиус кривизны верхнего пояса:

м .

Центральный угол дуги определяется из выражения:

,

откуда

.

Длина дуги по оси верхнего пояса:

м .

Верхний пояс составляем из 4 блоков схожей длины, как следует, длина блоков верхнего пояса:

м < 6,5 м ,

т.е. наименее наибольшей длины Расчет сегментной фермы - реферат досок.

Длина панелей нижнего пояса:

– средняя панель:

м ;

– последняя панель:

м .

Длина подвески:

м .

Длина раскоса:

м .

Угол наклона верхнего пояса на опоре:

.

Угол наклона верхнего пояса к горизонту в узле операния пояса на подвеску:

.

2.2. Статический расчет фермы

2.2.1. Сбор нагрузок на ферму

При определении нагрузки от собственного веса крыши приняты: рабочий Расчет сегментной фермы - реферат настил в виде обрешетки из брусков 6´5 см , расположенных через 20 см , с просветом, равным расстоянию меж прогонами lн = 1,15 м , и неразрезные прогоны из 2-ух досок 2´5´20 см с просветами по 6 м (рис. 3).

Неизменная нагрузка от собственного веса покрытия .

Таблица 3 . Расчет веса конструкций покрытия

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка Расчет сегментной фермы - реферат, кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка, кН/м2

Мягенькая черепица «Pikipoika» (Финляндия)

0,082

1,3

0,107

Рулонный материал левизол (ТУ 5774-058-113221100-95)

0,012

1,3

0,016

Защитный настил из досок 19 мм

0,093

1,3

0,121

Свой вес обрешетки из брусков 6´5 см , расположенных через 20 см

0,086

1,3

0,112

Два слоя минераловатных плит на синтетическом связывающем (ГОСТ 9573-82) плотностью 60 кг/м 3 и шириной (2´7) = 14 см .

0,084

1,2

0,101

Пароизоляция Расчет сегментной фермы - реферат из 1 слоя пергамина

0,07

1,3

0,091

Подшивка из досок 19 мм

0,093

1,3

0,121

Прогоны из 2-ух досок 2´5´20 см с расстоянием меж ними 1,15 м

0,087

1,3

0,113

Итого (gкр ):

0,781

Принимая вес покрытия умеренно распределенным по площади его горизонтальной проекции, получим вес крыши на единицу площади плана методом умножения приобретенного выше веса на коэффициент:

,

где s = 25,74 м – длина Расчет сегментной фермы - реферат дуги верхнего пояса.

В таком случае расчетный вес крыши:

кН/м 2 .

Погонное значение расчетной нагрузки от веса покрытия:

кН/м .

Неизменная нагрузка от собственного веса фермы со связями определяем по формуле:

кН/м 2 .

где kс.в. = 3,0 – коэффициент собственного веса стропильной фермы со связями.

Расчетная погонная нагрузка от собственного веса фермы:

кН/м Расчет сегментной фермы - реферат .

Суммарное значение расчетной неизменной нагрузки на ферму:

кН/м .

Рис. 12. Схема неизменной нагрузки на сегментную ферму.

Узловые силы на рис. 12:

кН ;

кН .

Силы F 0 и F 4 приложены к колонным и в расчете фермы не учитываются.

Опорные реакции:

кН .

Снеговая нагрузка .

Хотя сбор снеговой нагрузки был уже упомянут Расчет сегментной фермы - реферат в п. 1.3.1, повторимся, проведя его опять.

Город Ярославль находится в III снеговом районе (карта 1 СНиП 2.01.07-85*). Как следует, нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли s о = 1,0 кПа (табл. 4 СНиП 2.01.07-85*).

Линейно распределенная нагрузка от снега на обрешетину:

,

где g f – коэффициент надежности по нагрузки, для снеговой нагрузки по Расчет сегментной фермы - реферат п. 5.7 СНиП 2.01.07-85* равен 1,6, потому что отношение нормативного значения умеренно распределенной нагрузки от покрытия gn = 0,607×1,07 = 0,649 кН/м 2 к нормативному значению веса снегового покрова s 0 = 1,0 кН/м 2 , равно gn / s 0 = 0,649, что меньше 0,8.

m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемы в согласовании с прил. 3 СНиП 2.01.07-85*;

В Расчет сегментной фермы - реферат – шаг поперечных рам.

Подставив эти значения, получим:

кН/м .

1-ый вариант снеговой нагрузки.

Нагрузка принята таковой же, как для плоской кровли с уклоном a < 25°, т.е. умеренно распределенная нагрузка по прямой с коэффициентом m = 1,0 (рис. 13).

Рис. 13. Схема первого варианта снеговой нагрузки.

Узловые силы:

кН ;

кН .

Опорные реакции Расчет сегментной фермы - реферат:

кН .

2-ой вариант снеговой нагрузки.

Рис. 14. Схема третьего варианта снеговой нагрузки.

Коэффициент:

.

Узловые силы:

кН ;

кН ;

кН ;

где Si – надлежащие площади участков эпюры давления на ферму, приобретенные графически.

Опорные реакции:

кН ;

кН .

3-ий вариант снеговой нагрузки.

В согласовании с п. 2 прил. 3 СНиП 2.01.07-85 снеговая нагрузка для строения со сводчатыми покрытиями разглядим вариант Расчет сегментной фермы - реферат загружения, показанный на рис. 15.

Рис. 15. Схема второго варианта снеговой нагрузки.

Там же находим, что коэффициент

.

Разумеется, что давление снега на ферму по третьему варианту загружения наименее отлично первого варианта, т.к. ордината криволинейной эпюры на рис. 15 наименее значения равномерного давления, показанного на рис. 13. Другими словами не имеет Расчет сегментной фермы - реферат смысла рассматривать 3-ий вариант снеговой нагрузки в качестве расчетной.

2.2.2. Схема фермы и нумерация ее частей

Верхний пояс сегментной фермы разрезной, потому примем расчетную схему, показанную на рис. 16. При всем этом криволинейный верхний пояс заменяем прямолинейным - узлы верхнего пояса соединяем прямыми линиями – хордами, исходя при всем этом из догадки шарнирности узлов Расчет сегментной фермы - реферат.

Рис. 16. Схема сегментной фермы.

2.2.3. Определение расчетных усилий в элементах фермы

При определении расчетных усилий в элементах сегментной фермы разглядим последующие сочетания неизменной и временной нагрузок:

1) умеренно распределенные по всему просвету неизменная и временная;

2) умеренно распределенные по всему просвету неизменная и на половине просвета временная;

3) умеренно распределенная по всему просвету неизменная Расчет сегментной фермы - реферат и по закону треугольников временная;

4) умеренно распределенная по всему просвету неизменная и распределенная по закону треугольника на половине просвета временная.

Продольные усилия в элементах ферм от каждой нагрузки посчитаны в расчетной программке Lira 8.01. Результаты расчета занесены в табл. 4.

Таблица 4 . Расчетные усилия в стержнях фермы в кН

Элементы Расчет сегментной фермы - реферат

фермы

Усилия от пост. нагруз.

Усилия в ферме от снеговой нагрузки

Расчетные усилия

I вариант

II вариант

полная

слева

справа

полная

слева

справа

раст.

сжат.

Верхний пояс

В-1

-115,6

-189,2

-127,3

-62,0

-117,6

-97,4

-34,4

-

-304,8

В-3

-107,0

-175,0

-87,5

-87,5

-77,1

-48,5

-48,5

-

-282,0

Нижний пояс

Н-1

102,4

167,5

112,7

54,9

104,1

86,2

30,4

269,9

-

Н-2

102,4

167,5

112,7

54,9

104,1

86,2

30,4

269,9

-

Раскос

2-3

3,6

5,8

-29,0

34,9

-31,0

-42,4

19,3

38,4

-38,8

Стойки

1-2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3-3'

-3,0

-5,0

-2,5

-2,5

13,3

9,8

9,8

10,2

-8,0

2.3. Расчет частей фермы

2.3.1. Расчетные свойства материалов

Для древесной породы досок сегментной фермы:

– расчетное сопротивление извиву, сжатию Расчет сегментной фермы - реферат и смятию повдоль волокон:

Rи = 13 МПа (табл. 3 СНиП II-25-80);

– расчетное сопротивление растяжению повдоль волокон: Rс = 13 МПа ;

– модуль упругости: Е = 10 000 МПа (п. 3.5 СНиП II-25-80).

2.3.2. Расчет верхнего пояса

Криволинейное очертание и наличие нагрузки меж узлами вызывают в элементах верхнего пояса осевое сжатие и поперечный извив. Вследствие этого расчет частей Расчет сегментной фермы - реферат верхнего пояса производим как внецентренно сжатых стержней.

Элемент В-1 .

Определяем усилия, действующие в расчетном сечении панели в центре ее длины (рис. 17).

Рис. 17. Схема верхнего пояса.

Погонная нагрузка от веса крыши и снега вызывает в сечении пояса изгибающий момент, вычисляемый, как для обычной балки с просветом, равным проекции панели на горизонталь:

кНм Расчет сегментной фермы - реферат ,

где

кН/м .

Стрелы выгиба стержня:

см .

Продольная сжимающая сила вызывает в том же сечении, вследствие кривизны пояса, отрицательный изгибающий момент:

кНм .

Расчетный изгибающий момент в поясе:

кНм .

В случае однобокой снеговой нагрузки, расположенной на правой половине фермы, изгибающий момент в левой панели, вызываемой неизменной нагрузкой будет равен

кНм Расчет сегментной фермы - реферат .

Продольное усилие в пояса В-1 для однобокой нагрузки справа равно (табл. 4)

кН .

Отрицательный изгибающий момент в поясе:

кНм .

Суммарный момент равен:

кНм .

Элемент В-3 .

Аналогично элементу верхнего пояса В-1.

Изгибающий момент посреди панели от местной нагрузки при полном загружении фермы (рис. 17):

кНм .

Отрицательный изгибающий момент:

кНм .

Расчетный изгибающий момент Расчет сегментной фермы - реферат в поясе:

кНм .

В случае однобокой снеговой нагрузки, расположенной на правой половине фермы, изгибающий момент в левой панели, вызываемой неизменной нагрузкой будет равен

кНм .

Продольное усилие в пояса В-1 для однобокой нагрузки справа равно (табл. 4)

кН .

Отрицательный изгибающий момент в поясе:

кНм .

Суммарный момент равен:

кНм .

Расчетные усилия в поясе фермы для Расчет сегментной фермы - реферат всех случаев загружения приведены в табл. 5.

Таблица 5 . Усилия в сечениях верхнего пояса фермы

Сечение

Сочетание нагрузок

Расчетные величины

N, кН

М, кНм

Середина элемента В-1

неизменная + полный снег

– 304,8

– 16,38

То же

неизменная + снег справа

– 177,8

– 22,22

Середина элемента В-3

неизменная + полный снег

– 282,0

+ 4,53

То же

неизменная + снег справа

– 194,5

– 29,29

Сопоставляя приобретенные величины, лицезреем, что расчетными являются два первых варианта загружения.

Подбор Расчет сегментной фермы - реферат и проверка сечения .

Зададимся сечением верхнего пояса 160´396 мм (рис. 18). Сечение состоит из 12 слоев досок шириной по 33 мм (доски шириной 40 мм с острожной с 2-ух сторон).

Рис. 18. Сечение верхнего пояса фермы.

Моменты инерции сечения:

см 4 ;

см 4 .

Момент сопротивления сечения:

см 3 .

Площадь сечения:

см 2 .

Расчетная длина панели пояса при расчете на Расчет сегментной фермы - реферат продольный извив l 0 = 6,4 м .

Проверку несущей возможности панели верхнего пояса производим как для внецентренного сжатого стержня с учетом подготовительного извива досок введением коэффициента тги :

,

где mги = 1 – коэффициент критерий работы для гнутых частей, работающих на сжатие и извив, при отношении

по п. 3.2.ж СНиП II-25-80;

mб = 1 – коэффициент критерий работы Расчет сегментной фермы - реферат, учитывающий воздействие размеров поперечного сечения, находится по п. 3.2.д СНиП II-25-80;

mсл = 1 – коэффициент критерий работы, учитывающий толщину слоев дощатоклееных балок, значение по п. 3.2.е СНиП II-25-80;

x – коэффициент, учитывающий дополнительный извив от продольной силы N :

,

где

- по п. 4.3 СНиП II-25-80;

упругость элемента в плоскости фермы:

, т.е.

.

В 1-м случае загружения

кН ;

кНм Расчет сегментной фермы - реферат = 1638 кНсм .

.

Подставляем приобретенные величины в формулу

кН/см 2 = 11,2 МПа < МПа .

Во 2-м случае загружения

кН ;

кНм = 2222 кНсм .

.

кН/см 2 = 9,7 МПа < МПа .

Проверим устойчивость плоской формы извива по формуле (33) СНиП II-25-80:

.

, т.е.

;

,

где kф - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l 0 , определяемый по табл. 2 прил. 4 СНиП II Расчет сегментной фермы - реферат-23-80, равен 1,13;

;

Подставив отысканные величины, получим

.

Устойчивость верхнего пояса из плоскости фермы обеспечена.

2.3.3. Расчет нижнего пояса

Расчетное усилие в поясе N = 269,9 кН .

По табл. 51 СНиП II-23-81 Находим расчетное сопротивление стали С235 растяжению, сжатию и извиву по лимиту текучести Ry = 23 кН/см 2 .

Нужная площадь сечения железного пояса из критерий прочности Расчет сегментной фермы - реферат на растяжение:

см 2 .

Принимаем два равнополочных уголка сечением 63´5 с площадью сечения:

см 2 .

Упругость нижнего пояса в вертикальной плоскости:

,

т.е. не превосходит предельную упругость, найденную по табл. 20 СНиП II-23-81.

Узел примыкания стойки 1-2 к нижнему поясу (рис. 19) принимаем конструктивно, при этом сечение этой стойки тоже принимается без расчета, т Расчет сегментной фермы - реферат.к. усилие в ней нулевое при всех сочетаниях нагрузок на ферму.

Рис. 19. Сечение нижнего пояса фермы и деталь подвески.

2.3.4. Расчет раскоса

Расчетные усилия: N = 38,4 кН , N’ = – 38,8 кН .

Зададимся сечением раскоса 160´165 мм (рис. 20). Сечение состоит из 5 слоев досок шириной по 33 мм (доски шириной 40 мм с острожной с 2-ух сторон).

Рис Расчет сегментной фермы - реферат. 20. Сечение раскоса фермы.

Моменты инерции сечения:

см 4 ;

см 4 .

Площадь сечения:

см 2 .

Расчетная длина панели пояса при расчете на продольный извив l 0 = 6,94 м .

Проверка прочности на осевое растяжение :

,

где mб = 1 – коэффициент критерий работы, учитывающий воздействие размеров поперечного сечения, находится по п. 3.2.д СНиП II-25-80;

mсл = 1 – коэффициент критерий работы, учитывающий толщину Расчет сегментной фермы - реферат слоев дощатоклееных балок, значение по п. 3.2.е СНиП II-25-80.

кН/см 2 = 1,5 МПа < МПа .

Проверка прочности на осевое сжатие :

,

где j min = jу и равно

- по п. 4.3 СНиП II-25-80;

упругость элемента в плоскости фермы:

, т.е.

;

кН/см 2 = 11,1 МПа < МПа .

2.3.5. Расчет стойки 3–3'

Расчетные усилия: N = 10,2 кН , N’ = – 8,0 кН .

Зададимся сечением раскоса 160´ Расчет сегментной фермы - реферат;99 мм (рис. 21). Сечение состоит из 3 слоев досок шириной по 33 мм (доски шириной 40 мм с острожной с 2-ух сторон).

Рис. 21. Сечение раскоса фермы.

Моменты инерции сечения:

см 4 ;

см 4 .

Площадь сечения:

см 2 .

Расчетная длина панели пояса при расчете на продольный извив l 0 = 6,94 м .

Проверка прочности на осевое растяжение :

;

кН/см Расчет сегментной фермы - реферат 2 = 0,6 МПа < МПа .

Проверка прочности на осевое сжатие :

,

где j min = jх и равно

- по п. 4.3 СНиП II-25-80;

упругость элемента в плоскости фермы:

, т.е.

;

кН/см 2 = 0,3 МПа < МПа .

2.4. Конструирование и расчет узлов фермы

Опорный узел

Расчетные усилия: NB = – 304,8 кН , NН =269,9 кН .

Соединение верхнего пояса с нижним осуществляется лобовым упором в плиту сварного Расчет сегментной фермы - реферат ботинка.

Рассчитаем длину швов для прикрепления уголков нижнего пояса к фасонкам узла. Сварка автоматическая проволокой Св-08А.

Согласно табл. 4 СНиП II-23-81 расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:

кН/см 2 ,

где g wm = 1,25, - коэффициент надежности по материалу шва.

По табл. 4 СНиП II-23-81 расчетное сопротивление углового Расчет сегментной фермы - реферат шва условному срезу по металлу границы сплавления:

кН/см 2 .

Зададимся катетом шва kf = 6 мм .

По табл. 34 СНиП II-23-81 для избранного типа сварки примем надлежащие коэффициенты для расчета углового шва:

b f = 0,9 – по металлу шва;

b z = 1,05 – по металлу границы сплавления.

Определим, какое сечение в соединении является расчетным:

кН/см 2 ,

как Расчет сегментной фермы - реферат следует, расчетным является сечение по металлу шва.

Длина шва, прикрепляющего нижний пояс к фасонкам опорного узла:

см .

Принимаем 4 шва по 10 см с общей расчетной длиной

см .

Длина швов прикрепляющих упрямый швеллер к узловым фасонкам:

см .

Принимаем общую длину швов в соединении швеллера с фасонками, равную 35 см .

Упрямый швеллер за ранее назначаем Расчет сегментной фермы - реферат №24 с моментом сопротивления Wу = 31,6 см 3 . Проверим крепкость швеллера на извив от давления торца верхнего пояса:

кН/см 2 < кН/см 2 .

Смятие торца верхнего пояса проверим по формуле

кН/см 2 = 7,9 МПа < МПа .

Рис. 22. Чертеж опорного узла фермы.

Определим толщину опорной плиты.

Площадь опирания:

см 2 .

Опорная реакция от полной нагрузки Р = 185,5 кН .

Реактивное Расчет сегментной фермы - реферат давление на опорный лист:

кН/см 2 .

Момент, изгибающий консольную часть опорной плиты:

кНсм ,

где см – ширина консольной части плиты.

Изгибающий момент в средней части плиты, считая края плиты защемленными:

кНсм .

Нужная толщина плиты:

см .

Принимаем толщину плиты равной 14 мм .

Промежный узел верхнего пояса .

Усилия, действующие в узле Расчет сегментной фермы - реферат: N B-1 = – 304,8 кН ; N B-2 = –282,0 кН ; N2-3 = 38,4 кН ; N’2-3 = – 38,8 кН .

Центральный болт .

Прикрепление раскоса к верхнему поясу осуществляется одним центральным болтом d = 2,4 см , имеющим четыре среза. Работу 2-ух срезов в соединении с накладками принимаем в расчете с коэффициентом критерий работы gс = 0,5, беря во внимание таким макаром податливость крепления накладок к поясу Расчет сегментной фермы - реферат. Расчетное число срезов болта п = 2 + 0,5×2 = 3.

Несущая способность этого соединения определяется:

– по смятию древесной породы (табл. 17 СНиП II-25-80):

кН ,

где с = 16 см – ширина верхнего пояса;

k a - коэффициент, учитывающий угол наклона усилия к волокнам древесной породы a = 43,77° (табл. 19 СНиП II-25-80);

– по извиву болта:

кН ;

Отысканные величины превосходят Расчет сегментной фермы - реферат наибольшее усилие в раскосе N’2-3 = – 38,8 кН .

Железные накладки прикрепляются к раскосу 4-мя глухарями d = 2 см ; l = 12 см – по два глухаря с каждой стороны раскоса.

Несущая способность прикрепления глухарями накладок к раскосу:

– по смятию древесной породы:

кН > 38,8 кН ,

где а = l - dн = 12 – 0,8 = 11,2 см – длина защемления глухаря в древесной породе;

dн Расчет сегментной фермы - реферат – толщина накладки;

т – число глухарей.

– по извиву нагеля:

кН > 38,8 кН .

Рис. 23. Чертеж промежного узла верхнего пояса.

Железные накладки .

Накладки рассчитываем на растяжение и сжатие с учетом продольного извива из плоскости фермы.

Сечение накладки 0,8´8,0 см .

Площадь сечения:

см 2 ;

см 2 .

Упругость накладки из плоскости фермы:

< 150,

где l 0 = 46,5×0,7 = 32,6 см – расчетная длина накладки при Расчет сегментной фермы - реферат расчете на продольный извив, считая один конец закладки защемленным (табл. 71,а СНиП II-23-81).

Коэффициент стойкости при lх = 141 j = 0,356 (табл. 72 СНиП II-23-81).

Проверяем несущую способность накладки:

– по прочности:

кН/см 2 < кН/см 2 ;

– по стойкости:

кН/см 2 > кН/см 2 .

Средний узел нижнего пояса .

Стойка 3-3’ при расчетном усилии N3-3’ = 10,2 кН прикрепляется к Расчет сегментной фермы - реферат узлу нижнего пояса 2-мя глухарями d = 2,0 см , l = 12,0 см .

Каждый раскос с расчетным усилием, равным N2-3 = 38,8 кН , прикрепляется 4-мя такими же глухарями (см. расчет промежного узла). В среднем узле осуществляется стык нижнего пояса с помощью накладок и вертикальных фасонок.

Длина швов для прикрепления уголков к фасонкам определена в Расчет сегментной фермы - реферат расчете опорного узла фермы.

Рис. 24. Чертеж среднего узла нижнего пояса.

Коньковый узел .

Прикрепление стойки 3-3' назначается конструктивно. Стык блоков верхнего пояса производится аналогично конструкции промежного узла верхнего пояса.

Рис. 25. Чертеж конькового узла.

2.5. Короткие указания по изготовлению конструкций

Верхние клееные пояса ферм делаются из пиломатериала II и III высококачественных категорий с Расчет сегментной фермы - реферат влажностью менее 15%.

Пиломатериал III категории употребляется в средней части сечения пояса по высоте (см. рис. 18). Верхние и нижние доски пояса по высоте 0,1 h (но более 2-ух досок в каждой зоне) должны быть сделаны из пиломатериала II категории.

Для раскосов и стоек фермы, загруженных при растяжении менее чем на 70%, применяется древесная Расчет сегментной фермы - реферат порода II категории.

Доски по плоскостям склеивания должны быть чисто остроганы на станках.

В случае использования для поясов недлинного пиломатериала в верхней и нижней зонах пояса должны стыковаться на «ус» с длиной стыка более десятикратной толщины доски либо на зубчатый шип.

В средней зоне пояса (по высоте) соединения досок Расчет сегментной фермы - реферат осуществляются вплотную.

Расстояние меж соединениями смежных досок должно быть более 20 толщин стыкуемых досок. В одном поперечном сечении допускается стыковать менее 25% всех досок и менее одной доски в более напряженной зоне.

Для склеивания досок рекомендуется водостойкие фенолформальдегидные клеи КБ-3 либо СП-2.

Для получения сплошного слоя пароизоляции полоса толя заблаговременно прикрепляется к Расчет сегментной фермы - реферат прогонам снизу. После устройства подшивки края полосы отгибаются и на их сверху наклеивается на мастике слой толя, укладываемый меж прогонами (рис. 3).

Должен выполнятся строительный подъем.

Мероприятия по хим защите древесной породы указаны в табл. 6.

Таблица 6 . Хим защита фермы

Элементы конструкций

Методы антисептирования

Доски защитного косого настила и бруски обрешетки Расчет сегментной фермы - реферат кровли

Обработка в горячее-холодных ваннах 3%-ным аква веществом фтористого натрия, длительностью 1 час любая

Прогоны и верхние грани верхних поясов ферм

Обработка пастами марки 100, желательно силикатобмазкой

Подшивка из досок

Сверху сухое антисептирование фтористым натрием из расчета 150 г на 1 м 2 подшивки, а снизу (изнутри) двукратная обработка огнезащитно-антисепти­чес­ким веществом

Мауэрлаты

Обработка пастами марки 200 с гидроизоляцией со Расчет сегментной фермы - реферат стороны прилегания к стеновым панелям

Концы верхних поясов ферм в опорных ботинках

То же, с прокладкой толя со стороны прилегания к ботинку


3. расчет и конструирование клееной колонны

3.1. Расчет колонны

Колонна принимается дощатоклееной, неизменного по высоте сечения.

Нагрузка на колонну передается через опорный узел фермы и равна реакции на опоре, другими словами

кН Расчет сегментной фермы - реферат .

Фактическая высота колонны:

м ,

где Н 1 – высота колонны от уровня пола до низа ригеля;

Нф – отметка верха фундамента;

Схема колонны принимается в виде центрально сжатого стержня с жестким закрепление понизу и шарнирным – вверху.

Расчетная длина колонна в плоскости и из плоскости рамы

м ,

где m - коэффициент расчетной длины, принимаемый по п Расчет сегментной фермы - реферат. 4.21 СНиП II-25-80.

Центрально сжатые элементы рассчитываются по формулам:

– на крепкость: ;

– на устойчивость: .

Считая сечение колонны сплошным (без ослаблений), можно гласить о том, что Fнт = Fбт . Таким макаром, принимая во внимание то, что коэффициент стойкости по определению наименее единицы, сечение будем подбирать исходя из требований стойкости.

Зададимся Расчет сегментной фермы - реферат гибкостью колонны l = 70, тогда по п. 4.3 СНиП II-25-80:

.

Требуемая площадь сечения:

см 2 .

Задавшись шириной колонны b = 16 см , получим требуемое значение высоты сечения:

см ,

принимаем h = 16,5 см , кратно 33 мм .

Площадь сечения:

см 2 .

Момент инерции:

см 4 .

Упругость колонны из плоскости рамы:

.

Примем упругость колонны l = 100, тогда коэффициент стойкости

.

Требуемая площадь сечения:

см 2 .

Задавшись шириной Расчет сегментной фермы - реферат колонны b = 16 см , получим требуемое значение высоты сечения:

см ,

принимаем h = 33 см , кратно 33 мм .

Площадь сечения:

см 2 .

Момент инерции:

см 4 .

Упругость колонны из плоскости рамы:

.

.

Требуемая площадь сечения:

см 2 .

Задавшись шириной колонны b = 16 см , получим требуемое значение высоты сечения:

см ,

принимаем h = 16,5 см , кратно 33 мм .

Площадь сечения:

см 2 .

Момент Расчет сегментной фермы - реферат инерции:

см 4 .

Упругость колонны из плоскости рамы:

.

Получим сечение 16´33 см (рис. 26).

Рис. 26. Сечение колонны.

3.2. Расчет и конструирование узла защемления колонны в фундаменте

Потому что колонна центрально сжата, то узел базы колонны не просит расчета и принимается конструктивно (рис. 27).

Рис. 27. Узел защемления колонны в фундаментах:

1 – вклеенные железные Расчет сегментной фермы - реферат стержни; 2 – ж/б элемент, заделываемый в фундамент; 3 – ж/б фундамент.

Конструктивно арматура принимается в виде 4Æ10 А-III (рис. 28).

Рис. 28. Сечение нижней части колонны.

Коэффициент армирования:

.



raschet-sistemi-upravleniya-elektroprivodami-referat.html
raschet-skorosti-gruntovogo-potoka.html
raschet-slozhnih-cepej-postoyannogo-toka.html