Техническое здание

Размещение пластины относительно линии сопряжения нижнего  и верхнего поясов осуществляется симметрично.

3. Требуемая длина  среза МЗП при:

F_ср=F=79.98 кН, γ₂=18.54⁰, β=0⁰, f _c.x.d. = 773 Н/см²

диагонали пластины.

Поскольку фактическая  площадь соединения при размерах МЗП 160 х 440 мм на верхнем составляет лишь 327 см², то её недостаточно для обеспечения требуемой по расчёту площади соединения. Конструктивно в опорный узел вводится клин между верхним и нижним поясом, и устанавливаются дополнительная пластина. Для определения её размеров в масштабе вычерчивается узел и в зоне рационального расположения МЗП размещается две пластины таким образом, чтобы суммарная площадь соединения за вычетом площадей краевых полос больше расчётной.

Рисунок 3-8. Опорный узел дощатой фермы.

 

При размерах дополнительной пластины 220 х 400 мм дополнительная площадь соединения будет составлять лишь 230 см², а общая 500 см² > 472 см². Суммарная длина среза составляет 46+42=88 см, что значительно больше требуемой длины 48.8 см.

Площадь соединения в  нижнем поясе при двух пластинах  составляет 281+ 262=543 см². Можно было бы несколько уменьшить длину дополнительной пластины за счёт площади её соединения с нижним поясом, но это потребовало бы переместить пластину от узла, чтобы не выйти за пределы габаритов верхнего пояса, т.е. увеличить размеры клина.

Узел 2 (рис. 3-9)

1. Требуемая площадь  МЗП по верхнему поясу  ферму  при:

F= 5.99 кН, a=0⁰, β=71.46⁰, f_a,0,d = 42 Н/см²

2. Требуемая площадь  МЗП на стойки при:

F= 5.99 кН, a=0⁰, β=0⁰, f_a,0,d = f_a,0,d = 80 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

Рисунок 3-9. Узел крепления верхнего пояса к стойке.

Исходя из конструктивных соображений, что минимальная площадь  МЗП на одном из элементов не должна быть менее 50 см², принимаем требуемую площадь пластин 75+50=125 см².

Поскольку ширина стойки равна 12,5 см, то ширина пластины принимаем 10,5 см, а длину 220 см и расширяем таким образом, чтобы площадь МЗП на стойке и поясе была больше требуемой (F_ст= 95 см², F_в.п.= 114 см²).

Узел 3 (Рис 3-10)

. Требуемая площадь  МЗП по нижнему поясу  ферму  при:

F=F₁-F₆=75.51-71.37=4.14 кН, a=0⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

2. Требуемая площадь  МЗП на стойке фермы при:

F=5.99 кН, a=90⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

3. Требуемая площадь  МЗП на раскосе фермы при:

F=6.86 кН, a=33.6⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

4. Требуемая длина  среза:

Требуемая длина среза  МЗП при:

F_ср=F=4.14 кН, γ₂=0⁰, f _c.x.d. = 650 Н/см²

 

Рисунок 3-10. Узел крепления нижнего пояса к стойке и раскосу.

 

Исходя из конструктивных соображений, что минимальная площадь  МЗП на одном из элементов не должна быть менее 50 см², принимаем пластину размером 190 х 250 см и размещаем таким образом, чтобы площадь МЗП на поясе и элементах решётки превышали требуемое значение (F_ст= 151 см², F_н.п.= 163 см², F_р.= 117 см²).

 

 

Узел 4 (Рис.3-11)

Соединение элементов  узла одной пластиной явно нерационально, поэтому каждый раскос закреплён  отдельно.

а) Крепление растянутого  раскоса 4 к верхнему поясу.

1. Требуемая площадь  МЗП на верхнем поясе при:

F=6.86 кН, a=0⁰, β=15.24⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

2. Требуемая площадь  МЗП на раскосе при:

F=6.86 кН, a=0⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

Принимаем ширину пластины 105 мм и длину 380 мм. Размещаем её симметрично линии стыка. Увеличение площади МЗП вдвое больше требуемого объясняется острым углом соединения элементов, вследствие чего зубья в древесине (в зоне ширины углов) могут не работать (F_в.п.= 164 см², F_р.= 164 см²).

3. Требуемая длина  среза МЗП при:

Q_ср=F·cos 15.24⁰=6.62 кН, γ₂=15.24⁰, f _c.x.d. = 752 Н/см²

4. Требуемая ширина пластины из условия растяжения:

F=6.86 кН, γ₂=0⁰, f _t.x.d = 2000 Н/см²

Что значительно меньше принятой ширины МЗП, равной 10.5 см.

б) Крепление сжатого  раскоса 7 к верхнему поясу.

1. Требуемая площадь  МЗП на поясе при:

F=14.805 кН, a=0⁰, β=52.04⁰, f_a,0,d = 55 Н/см²

2. Требуемая площадь  МЗП на раскосе при:

F=14.12 кН, a=0⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

Рисунок 3-11. Промежуточный узел верхнего пояса.

Принимаем ширину пластины 105 мм и длину 290 мм. и размещаем таким образом, чтобы площадь МЗП на поясе и элементах решётки превышали требуемое значение (F_в.п.= 132 см², F_р.= 151 см²).

3. Требуемая длина  среза МЗП при:

Q_ср=F·cos 52.04⁰=8.69 кН, γ₂=52.04⁰, f _c.x.d. = 900 Н/см²

Узел 6 (рис. 3-12)

1. Требуемая площадь  МЗП по верхнему поясу  ферму  при:

F= 6.64 кН, a=0⁰, β=71.46⁰, f_a,0,d = 42 Н/см²

2. Требуемая площадь  МЗП на стойки при:

F= 6.64 кН, a=0⁰, β=0⁰, f_a,0,d = f_a,0,d = 80 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

Рисунок 3-12. Узел крепления верхнего пояса к стойке.

 

Исходя из конструктивных соображений, что минимальная площадь  МЗП на одном из элементов не должна быть менее 50 см², принимаем требуемую площадь пластин 75+50=125 см².

Поскольку ширина стойки равна 12,5 см, то ширина пластины принимаем 10,5 см, а длину 220 см и расширяем таким образом, чтобы площадь МЗП на стойке и поясе была больше требуемой (F_ст= 95 см², F_в.п.= 114 см²).

Узел 7 (рис. 3-13)

1. Требуемая площадь  МЗП на раскосе 7 равна 88.25 см² (см. рис 8)

2. Требуемая площадь  МЗП на раскосе 10 при:

F=18.47 кН, a=53.08⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

3. Требуемая площадь  МЗП на стойке при:

F=6.64 кН, a=90⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

4. Требуемая площадь  МЗП на поясе при:

Разность усилий в  панелях

F=23.21 кН, a=0⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

5. Требуемая длина  среза МЗП при:

F_cp=23.21 кН, γ₂=0⁰, f _c.x.d. = 650 Н/см²

Принимаем пластину 190 х 485 , длина которой удолитворяет условие среза, и и размещаем её таким оразом, чтобы чтобы площадь МЗП на поясе и элементах решётки превышали требуемое значение (F_н.п.= 316 см², F_р7.= 189 см², F_р10.= 152 см², F_ст.= 158 см²).

Рисунок 3-13. Промежуточный узел нижнего пояса.

 

С учётом размещения МЗП  на нижнем поясе, дополнительно проверим сечение на прочность, т.к. в зоне узла появляется дополнительный изгибающий момент от разницы усилия в панелях  на эксцентриситет равный расстоянию от центра участка МЗП до центральной  оси пояса. Изгибающим моментом от неразрезности пояса пренебрегаем ввиду его незначительной величины.

М = 23.21·0.0425 = 0.99 кНм.

kmod=1.2 – для 2-го класса условий эксплуатации, таблица 6.4 [3].

k_t=1 – п.6.1.4.4.2 [3].

k_s=0.9 – п.6.1.4.4.7 [3].

Узел 8 (рис. 3-14)

1. Требуемая площадь  соединения на поясе определяется  из условия восприятия равнодействующей  усилий в примыкающих к узлу  раскосах:

F=2·18.47·cos(90⁰-53.08⁰) = 29.53 кН, a=0⁰, β = γ=53.08⁰, f_a,0,d = 55 Н/см²

2. Требуемая площадь  МЗП на каждом из раскосов  при:

F=18.47 кН, a=53.08⁰, β 0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

3. Требуемая длина  МЗП по условию восприятия  растягивающего усилия, равного:

F_тр = 29.53 кН, a=900, f t.x.d. = 650 Н/см2

Рисунок 3-14. Коньковый узел фермы.

 

Принимаем МЗП размером 260 х 420 мм, длина которой удовлетворяет условиям растяжения, и размещаем таким образом, чтобы площадь МЗП на раскосах и поясах была больше требуемой (F_вп= 479 см², F_р.= 212 см²).

Узел 5 (рис. 3-15).

Поперечная сила в  зоне нулевого момента в верхнем  поясе Q = 3.2 кН

1. Требуемая площадь  соединения на элементе пояса  из условия восприятия поперечной  силы 

Q = 862 Н, при β=90⁰, f_a,0,d = 40 Н/см²

, принимаем не менее 50 см².

2. Требуемая длина  среза при

Q = 862 Н, γ_ср=90⁰, f _c.x.d. = 650 Н/см²

3. Определяем границы  зоны рационального расположения  МЗП при ширине пластины 120 мм.

у = 0.5·L = 0.5·120 = 60 мм.

Рисунок 3-15.Узел стыка элементов верхнего пояса.

 

Принимаем пластину размером 120 х 120, при рабочая площадь соединения на каждом элементе равна 50 см2.

Узел 9 (рис 3-16)

Расположен по середине пролёта фермы, т.к. длина пиломатериалов ограничена 6.5 м.

1. Требуемая площадь  МЗП на поясе при:

F=48.16 кН, a=0⁰, β=0⁰, f_a,0,d = 80 Н/см²

2. Требуемая ширина  пластины из условия растяжения:

F=48.16 кН, γ₂=0⁰, f _t.x.d = 2000 Н/см²

Рисунок 3-16. Узел стыка элементов нижнего пояса.

 

Принимаем пластину размером 130 х 300 мм, что удовлетворяет условию прочности соединения (F_нп= 390 см²).

 

4. Расчет колонны.

1. Определение нагрузок.

При расчете одноэтажных  производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1.5, размещаемых в местностях типов А и В, учитывается только статическая составляющая ветровой нагрузки, соответствующая установившемуся напору на здание. Характер распределения статической составляющей ветровой нагрузки в зависимости от высоты над поверхностью земли определяют по формуле:

Wm = Wo×K×C×γf ,

где, Wo — нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства г. Столбцы I-ый ветровой район (Wo =0,23 кПа)

k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания

Для типа местности В (городские территории, лесные массивы и др. типы местности равномерно покрытые препятствиями высотой более 10м) в соответствии с таблицей 6 [4]:

h≤5, k=0.5

с —аэродинамический коэффициент

b/l = 58,8/11 = 6.1, h1 /l= 5,4/11=0,49 из этого следует с=0,8, c’= -0,6

Расчётная погонная нагрузка на колонну:

с наветренной стороны

с заветренной стороны

B = 2.1 м – шаг стропильных конструкций.

- коэффициент надежности по  назначению;

  - коэффициент надежности по ветровой нагрузке.

Расчётная погонная нагрузка от ветра:

Отсос:

Напор:

 

Рисунок 4-1. Расчётная схема поперечника деревянного здания.

2. Сбор нагрузок. Нормативные и расчётные нагрузки на 1 м².

Таблица 4-1

№	Составляющие нагрузки	Нормативная нагрузка, кПа	gf	Расчётная нагрузка, кПа
1	Трёхслойный руберойдный  ковёр	0,09	1,3	0.120
2	Доска защтного настила0.022х500х10-2	0.11	1.1	0.1
3	Доски раскосов и поперечин (ориентировочно 50% весанастила)	0.055	1.1	0.061
	Прогоны 0.075х0.075х5х2.4	0.07	1.1	0.077
	Собственный вес фермы	0.069	1.1	0.076
	Итого постоянная нагрузка	0.394		0.434
4	Снеговая нагрузка	1.2	1,6	1.92
	Всего полная нагрузка	1.594		2.354