Курсовая работа: Конструирование и расчет основных несущих конструкций

При определении погонной нагрузки учитывается, что шаг несущих конструкций L_к =6.000 м.

Собственный вес фермы:

k_j = 2,5 – коэффициент «собственного веса» фермы, зависящий от типа конструкции.

Коэффициент надежности по нагрузке: γ_f = 1.6, т.к. g/p = 0.092 / 1.648=0.056 < 0.8 [2, п.5.7]

Рис. 4. Расчетная схема фермы

3.2. Статический расчет фермы

Таблица 4. Статический расчет стропильной фермы

Стержень		От единичной нагрузки 1 кН/м			Постоянная нагрузка, q=3.368 kН	Снеговая нагрузка, q=14.400 kH			Расчётное усилие
		Слева	Справа	Пролёт		Слева	Справа	Пролёт
1		2	3	4	5	6	7	8	9
Верхний пояс	1-2	-13.93	-6.630	-20.56	-75.411	-200.592	-95.472	-296.064	-371.475
	2-4	-13.93	-6.630	-20.56	-75.411	-200.592	-95.472	-296.064	-371.475
	4-6	-6.63	-13.930	-20.56	-75.411	-95.472	-200.592	-296.064	-371.475
	6-7	-6.63	-13.930	-20.56	-75.411	-95.472	-200.592	-296.064	-371.475
Нижний пояс	1-3	12.58	6.300	18.88	69.249	181.152	90.720	271.872	341.121
	3-5	6.30	6.310	12.61	46.251	90.720	90.864	181.584	227.835
	5-7	6.30	12.580	18.88	69.249	90.720	181.152	271.872	341.121
Раскосы	2-3	-4.20	0.000	-4.20	-15.405	-60.480	0.000	-60.480	-75.885
	5-6	0.00	-4.200	-4.20	-15.405	0.000	-60.480	-60.480	-75.885
	3-4	7.55	-0.010	7.54	27.655	108.720	-0.144	108.576	136.231
	4-5	-0.01	7.550	7.54	27.655	-0.144	108.720	108.576	136.231

3 .3. Конструктивный расчет верхнего пояса

Рис. 5. Расчетная схема верхнего пояса

Предварительные геометрические размеры поперечного сечения составляющих элементов и сечения в целом:

Механические характеристики древесины: сосна 2-го сорта; R_с = R_и = 1.5 кН/см² ;Е=450 кН/см²

Характеристики средств соединения: нагельные пластины Ст9Г6к; d = 6 мм; n_н = 9; Т_н = 1.4 кН; Т_с = Т_н d = 1.4 ∙ 9 =12.6 кН; d_с = 0.1 см; D_с = 0.2 см.

Продольная сила: N=371.475kН; Максимальный изгибающий момент от поперечной нагрузки:

Для уменьшения величины изгибающего момента используется эксцентричное сопряжение панелей верхнего пояса в узлах фермы через жесткие торцевые диафрагмы. Минимально допустимая высота диафрагмы определяется из расчета опорного торца панели на смятие:

Продольная сила передается торцам нижнего и верхнего составляющих элементов – брусьев – для снижения общего количества связей сдвига вследствие восприятия части сдвигающих усилий по плоскости сплачивания торцевыми диафрагмами. При таком загружении появляется эксцентриситет:

x = 0.6 – коэффициент деформационных приращений изгибающих моментов.

Высота опорной диафрагмы:

По конструктивным требованиям:

Расчетная высота диафрагмы принята: h_т = 19.0 см. Геометрический размер диафрагмы 19.5 см, с учетом зазора между брусьями, равный толщине нагельной пластины: t_н.п. =0.5 см.

Определение момента, образуемого за счет эксцентричного сжатия панели верхнего пояса:

Суммарная сдвигающая сила на полудлине плоскости соединения панели верхнего пояса как стержня целого сечения:

от поперечной нагрузки:

от изгибающего момента М_е с учетом нагружения через диафрагмы:

Расчетное количество связей сдвига, необходимое для восприятия сдвигающих сил на полудлине стержня (с учетом их деформационных приращений):

Количество связей сдвига, подлежащих установке (с учетом работы опорных диафрагм, перекрывающих плоскость сплачивания):

k_{д q} =0.833 – коэфф. работы опорных диафрагм при изгибе под распределенными нагрузками.

Поверочный расчет принятых конструктивных параметров:

Напряжение сжатия в составных элементах:

;

Жесткость средств соединения на полудлине:

;

Деформативность соединения по шву:

;

Взаимное смещение элементов (при n_c = 0):

;

Взаимное смещение элементов (при n_c = 15):

;

Параметр m_wi (для определения коэффициента k_wi ):

;

Коэффициент влияния податливости:

;