Конструктивная схема фермы

Принимаем сегментную ферму с разрезным верхним поясом из дощатоклееных блоков. Геометрические размеры фермы представлены на рис. 3.1. Расчетный пролет фермы l =15 м. Расчетная высота фермы h_max= l /6=15/6=12.5 м. Решетка фермы треугольная. Радиус оси верхнего пояса:

м.

Длина дуги верхнего пояса:

=3,14´12.5´73,67°/180°=16,06 м,

где a – центральный угол, sin(a/2)= l /(2´r)=15/(2´12.5)=0,600,

откуда a=73,67°.

В соответствии с заданной схемой фермы длину верхнего пояса разбиваем на четыре равные панели, а нижний пояс – на три. Длина панели верхнего пояса S_p=S_ap /4=16,06/4=4,016 м.

3.2 Статический расчёт

Нагрузка от покрытия на 1м² горизонтальной проекции:

;

где - нормативная постоянная нагрузка на трёхслойную панель покрытия;

- собственный вес прогона;

- расчётная постоянная нагрузка на трёхслойную панель покрытия

Нагрузка от снега

- нормативная снеговая нагрузка на трёхслойную па-

нель покрытия;

- расчётная снеговая нагрузка на трёхслойную панель покрытия;

Определяем нагрузку от собственного веса фермы по формуле:

,

где - коэффициент собственной массы для металлодеревянной фермы.

Постоянная нагрузка от покрытия на 1м² горизонтальной проекции с учётом коэффициента S_ap/l=16,06/15=1,07 и массы фермы равна

нормативная ;

расчётная .

где g_f=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для деревянных конструкций согласно табл. 1 [2].

Снеговая нагрузка, распределенная по треугольнику:

нормативная:Q_k,D=S₀´m₂=1,2´2=2,4 кН/м²;

расчетная: Q_d,D=Q_k,D´g_f =2,4´1,6=3,84кН/м²,

где g_f =1,6 – коэффициент надежности для снеговой нагрузки при отношении g_k / S₀=0.56/1,2=0,47 < 0,8, согласно п. 5.7 [2];

m₂=2 – коэффициент, учитывающий форму покрытия для снеговой нагрузки по второму варианту при h_max/ l =1/6, табл. 4 [2].

Постоянная нагрузка на 1м.п. .

Снеговая нагрузка на 1м.п. .

Q_d,D=Q_d,D´B=3,84´3 =11,52кН/м.

Для определения расчетных усилий в элементах сегментных ферм рассматриваются следующие сочетания постоянных и временных нагрузок на горизонтальную проекцию:

— постоянная и временная по всему пролету – для определения усилий в поясах;

— постоянная нагрузка по всему пролету и временная нагрузка на половине пролета - для определения усилий в элементах решетки.

В расчете сегментных ферм рассматривают 4 варианта нагружения снеговой нагрузкой (рис. 3.1):

— равномерно распределенная по всему пролету;

— распределенная по закону треугольника на каждой половине пролета;

— равномерно распределенная на одной половине пролета;

— распределенная по закону треугольника на одной половине пролета.

а) – постоянная нагрузка по всему пролёту и одна из временных снеговых;

б) – равномерно распределенная снеговая нагрузка по всему пролету;

в) – распределенная по закону треугольника снеговая нагрузка по всему пролету;

г) – равномерно распределенная снеговая нагрузка на одной половине пролета;

д) – распределенная по закону треугольника снеговая нагрузка на одной половине пролета.

Рисунок 3.1. Возможные варианты загружения сегментной фермы

Таблица 3.1 Усилия в элементах фермы, кН