Согласно образцу

Раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, поэтому основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости:Раскос Р1где Np-усилие, возникающее в стержне раскоса P1 (Np = 2684 кг); Анттр- площадь поперечного сечения стержня раскоса Р1; Rc - расчетное сопротивление древесины сжатию (Rс = 160 кг/см2); mв - коэффициент, зависящие от условий эксплуатации конструкции, φ - коэффициент продольного изгиба, принимаемый в пределах 0,5-0,7 (φ=0,6). Ширина сечения верхнего, нижнего пояса и раскоса равны bвп = bнп = bр = 100 мм. Требуемое значение высоты раскоса находим:С учетом сортамента принимаем сечение стержней раскоса Р1 равным 100x100 мм (А=100см2).Проверка на устойчивость:Геометрическая и расчетная длины раскоса Р1 = 3540мм в плоскости и из плоскости фермы:lх=lу =354 [см]Вычисляем радиусы инерции сечения:rx=ry=0,289*bвп =0,289*10 = 2,89[см]Определяем гибкости стержней верхнего пояса в плоскости и из плоскости фермы λх иλу :где [λ]=120 - предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [λ]=150).Т.к. максимальная гибкость превышает 70, то коэффициент продольного изгиба вычисляем по формуле:Выполняем проверку устойчивости:Условие устойчивости выполняется. Принимаем размеры поперечного сечения раскоса Р1 равными 100x100 мм.5.3.4 Подбор поперечного сечения стоекСтойка С2Nст- наибольшее растягивающее усилие. Ry- расчетное сопротивление для стали С255. По приложению 6 принимаем сечение стойки: конструктивный mind=30мм;Аст по резбе= 5.06 см2Данная стойка выполнена в виде растянутого тяжа. Для передачи усилия от растянутого тяжа на нижний пояс под гайку тяжа подкладывают шайбу, опирающуюся на подгаечный брус.выбираю шайбу 100х100x10 ммВ верхнем узле шайба аналогичная.При выборе размера подгаечного бруса должно выполняться условие:Ашфакт ≥Ашmр =76≥69,9[кгсм2]5.4 Расчет и конструирование узлов фермы5.4.1. Опорный узел на натяжных хомутах1. Проверка на смятие опорного вкладыша по плоскости примыкания опорного раскосаОпорный раскос примыкает к нижнему поясу под углом 29,5°.σсм27≤Rсм27=83,84 кг/см2≤99 кг/см2Np- сжимающее усилие в верхнем примыкающем элементеАсм - площадь площадки смятияУсловие прочности на смятие выполняется.2.Расчет тяжей Определим диаметр тяжаNт -усилия возникающие в одном тяжеАнт - площадь сечения одного тяжа в месте нарезкиRy - расчетное сопротивление стали тяжа растяжению (Ry=1700кг/cм2)γс - коэффициент, учитывающий условия работы тяжейВыбираем тяжи d=16 мм;Антпорезбе=1,41 см23. Определение количества двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясуПринимаем dн=16 ммТолщина накладок а = 6dнaг= 6·1,63= 9,6 см берем а=100 ммНесущая способность одного нагеля определяется min значением, из следующих формул:Ta=80·a·dн=80*10*1,6=120кг,Tc=50·c·dн=50 ·10·1,6=800кг, Tu=180 ·dн2+2a2=180·1,62+2 ·102=661 кг, но не болееTu=250·dн2=250 ·1,62=640 кг Несущая способность одного нагеля - 640 кга - толщина крайнего элемента (толщина накладки 1шт) с - толщина среднего элемента (ширина нижнего пояса) dн- диаметр нагеля Т - несущая способность нагеля на один срез4. Расчет опорного швеллераШвеллер работает на изгиб в горизонтальной плоскости. Его прочность проверяют по формуле:Учитывая то,что высота швеллера должна быть на 60-80 мм больше высоты нижнего пояса из условия размещения отверстий для пропуска тяжей. Примем h=40смПринимаем швеллер №22Wy=192 см3Условие прочности выполняется принимаем швеллер №22.5. Проверка накладок на смятиеАсм=а*hнп= 10*16=160 см2Асм - площадь участка опирания накладки на торцевые уголки Nнп - усилия в нижнем поясеRcм - расчетное сопротивление древесины смятию (Rcм=140кг/cм2) Условие прочности выполняется.6. Подбор уголков в торцах накладокЭти уголки служат для передачи усилий тяжей на накладки нижнего пояса. Они работают на изгиб и рассчитываются по формуле:e = dt/2 + 1cм = 2,2/2 + 1 = 2,1≈ 2,5сме -расстояние от кромки накладки до оси тяжа =2,5смПринимаем равнополочный уголок 90х9 для которогоI=94,3см4,Zo=2,47 cмW - момент сопротивления уголка I - момент инерции уголка В -ширина полки уголка zо - центральная ось уголка7. Определение размеров подферменного брусаNоnop= 4(G+P)=4(860 +2220) = 12320 кгУсловие не выполняется.Принимаем сечение подферменного бруса из хвойных пород дерева сечением300х200мм. Аоnop=60см2.5.4.2. Узел примыкания раскоса Р1 к верхнему поясу фермыГлубину врубки раскоса в верхний пояс определим по формуле: - назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс- проводим проверку на смятие верхнего поясаа) определим площадь площадки смятияРаскос Р2 примыкает к верхнему поясу под углом 59°b - ширина брусаNp- усилие в примыкающем раскосе Асм- площадь смятия Условие прочности по смятию выполняется.б) задаемся длиной площадки скалывания из условий:lск≥1,5*hвп=1,5*15 =22,5 смlск≥10*hвр=10*3,75 =37,5 смИз конструктивных соображений принимаем lск=40смОпределяем среднее расчетное сопротивление древесины скалываниюе=0.5·hвп=0.5·15=7,5 сме - эксцентриситетRскср - среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалываниюRск - расчетное сопротивление древесины скалываниюв) выполняем проверку прочности лобовой врубки по скалываниюУсловие прочности по скалыванию выполняется.г) производим расчет болтаРасстягивающее усилие в болте определяем по формулеNб=Np·tg(60-α)=2684·tg(60-59)=47Требуемая площадь поперечного сечения болта, ослабленного резьбой определяется по формуле:Rbt - расчетное сопротивление стали болта растяжению (для болтов класса 4,6 Rbt=1700кг/см2Выбираем диаметр болта по приложению 6[1].d=10 мм, Ант по резьбе = 0,5 см25.4.3. Коньковый узел фермыСжатые верхние пояса фермы сопрягаются непосредственным упором друг в друга. Жесткость узла обеспечивается двумя накладками толщиной 100мм, прикрепленными четырьмя болтами. Примем болты d=20мм.Ширина пластины определяется формулой:b≥3hn= 3·20= 60смКонструктивное решение узла смотреть на схеме.5.4.4. Стык верхнего поясаУстанавливается, учитывая следующее:1. После устройства стыка каждый элемент должен иметь длину меньше 6,5м2. Чем меньше стыков, тем лучше3. Стык не должен мешать работе промежуточных узлов пояса.Вданном проекте стык обеспечивается аналогично стыку в нижнем поясе,но крепеж с каждой стороны обеспечивается 4 болтами. Стык конструируется между 1 и 2 стойкой. Длина накладок принимается не менее трех высот соединяемых брусьев.5.4.5. Узел примыкания раскоса Р1 к нижнему поясу фермыГлубину врубки раскоса в нижний пояс определим по формуле: - назначаем глубину врубки раскоса в нижний пояс- проводим проверку на смятие верхнего поясаа) определим площадь площадки смятияРаскос Р1 примыкает к нижнему поясу под углом 29,5°b - ширина брусаNp- усилие в примыкающем раскосе Асм- площадь смятия Условие прочности по смятию выполняется.б) задаемся длиной площадки скалывания из условий:lск≥1,5*hнп=1,5*15 =22,5смlск≥10*hвр=10*3,75 =37,5смИз конструктивных соображений принимаем lск=40смОпределяем среднее расчетное сопротивление древесины скалываниюе=0.5·hнп=0.5·15=7,5сме - эксцентриситетRскср - среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалываниюRск - расчетное сопротивление древесины скалываниюв) выполняем проверку прочности лобовой врубки по скалываниюУсловие прочности по скалыванию выполняется.г) производим расчет болтаРасстягивающее усилие в болте определяем по формулеNб=Np·tg(60-α)=2684·tg(60-29,5)=1581Требуемая площадь поперечного сечения болта, ослабленного резьбой определяется по формуле:Rbt - расчетное сопротивление стали болта растяжению (для болтов класса 4,6 Rbt=1700кг/см2Выбираем диаметр болта по приложению 6[1].d=14 мм, Ант по резьбе = 1,41см25.4.7. Центральный узел нижнего поясаЦентральный узел нижнего пояса совместим со стыком нижнего пояса. Сжатые раскосы упираются в подушку, плотно врезенную в нижний пояс на глубину 5 см. Раскосы удерживаются от смещения штырями из круглой стали, вставляемыми в просверленные для этой цели отверстия в торцах раскосов и в подушке. Подушку скрепляем с нижним поясом двумя стяжными болтами, по одному, с каждой стороны стыка. Стык нижнего растянутого пояса конструируем с парными накладками на нагелях из круглой стали. Под гайки тяжа в этом узле подкладываем жесткую листовую шайбу.Принимаем dн=2 ммТолщина накладок а = 6dнaг= 6·2= 12 см берем а=130 ммНесущая способность одного нагеля определяется min значением, из следующих формул:Ta=80·a·dн=80 ·13·2=2080кг, Tc=50·c·dн=50 ·10·2=1000кг,Tu=180·dн2+2a2=180·22+2 ·132=1058 кг, но не болееTu=250·dн2=250·22=1000 кгНесущая способность одного нагеля - 1000 кга - толщина крайнего элемента (толщина накладки 1шт) с - толщина среднего элемента (ширина нижнего пояса) dн - диаметр нагеля Т - несущая способность нагеля на один срезЛитература1. Агафонов С.А. Курс лекций по деревянным конструкциям.2. Методичекое пособие.3. Конструкции из дерева и пластмасс. Под ред. Г.Г.Карлсена. М.: Стройиздат, 1986.-543 с.4. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции.-М.:Стройиздат, 1983.-31 с.5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.-М.:Стройиздат,1987.-36 с.