Проектирование одноэтажного здания с несущим деревянным каркасом (стр. 3 из 4)

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 раскоса

2. При подборе сечения 200х75 не будет выполнено условие предельной гибкости, следовательно с учетом сортамента и требования b_р=b_нп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса b_рxh_р=200x100 мм, А_бр=200 см².

3. Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере l_x=l_y=4 м. Радиусы инерции инерции r_x =0,289*0,1=0,0289 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 Р(встречный раскос).

В общем случае расчет встречного раскоса производится аналогично расчетам остальных раскосов. По условиям задания сечение встречного раскоса принимается как у раскоса Р4 (200*100мм).

Стойка.

Элемент С1.

Стойка С1, в отличии от всех остальных, работает на сжатие и, следовательно выполняется из дарева. Сечение стойки принимается минимально возможным в данных условиях 200*100мм

Элемент С2.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:

где N_ст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=30мм ; A_ст=5,06 см²

Элемент С3.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:

где N_ст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=20мм; A_ст=2,182 см²

Элемент С4.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:

где N_ст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=16мм; A_ст=1,408 см

4. Расчет и конструирование узлов ферм.

4.1 Опорный узел на натяжных хомутах

1.Проверка на смятие опорного вкладыша по плоскости примыкания опорного раскоса.

Пусть раскос примыкает к нижнему поясу под углом 45⁰.

,

,

так как 61,54 кг/см² < 62,69 кг/см² - условие прочности выполняется.

2. Определение диаметра тяжа.

,

где

Принимаем d=20 мм А_нт = 2,18 см².

3. Определение количества двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.

,

проверим d_наг. = 20 мм

толщина накладок а = 6 d_наг.= 6×2= 12 см

Т_с=50×с×d_н=50×20×2=2000 кг,

Т_а=80×а×d _н=80×12,5×2=2000 кг,

Т_и=180×d _н²+2а²=180×2²+2×12,5²=1032,5 кг,

но не более Т_и=250d_н²=250×2²=1210 кг.

4. Расчет швеллера.

Расчетная схема:

По конструктивным соображениям подбираем швеллер: h>h_нп+6мм

Принимаем ] 30 W_y = 43,6 см³

(условие прочности выполняется).

5.Проверка накладок на смятие.

(условие прочности выполняется).

6. Расчет прочности уголков в торце накладок.

Расчетная схема: