Верхний пояс

Узлы верх­него пояса выполняются с лобовым упором элементов. Расчет элемен­тов ведем по схеме сжато-изгибаемого стержня. Расчетный пролет l = 6,16 см. Подбор сечения проводим по расчетным усилиям от 1-й комбинации нагрузок:

продольному усилию в стержне О = 31020,50 кгс и изгибающему моменту от внешней местной нагрузки M = (g^p + S^p)·cos²α · l /8 = (217,14 + 900)·0,949² · 6,16²/8 =4772,15 кгс·м.

Для уменьшения момента от внешней нагрузки M узлы верхнего пояса фермы конструируютcя внецентренно с передачей продольных усилий в стержнях c отрицательным эксцентриситетом, благодаря чему в элементах создается разгружающий момент M = N·е. Оптималь­ную величину эксцентриситета е находим из условия равенства напря­жений в сечении элемента по середине и по краям панели

e = 0,1026 м,

где коэффициентом ξ задаемся ориентировочно, ξ = 0,5.

Эксцентриситет создается в элементах смещением центра пло­щадок смятия в узлах вниз от геометрической оси верхнего пояса на величину е, что конструктивно достигается устройством врезок в тор­цах элементов на глубину 2е от верхней грани. Принимаем эксцентри­ситеты в узлах верхнего пояса одинаковыми и равными е = 10 см.

Принимаем верхний пояс из бруса шириной b = 20 см. Определя­ем требуемые минимальные размеры торцовых площадок смятия в уз­лах фермы:

в опорном и коньковом узлах (смятие древесины происходит под углом α - α ₁= 18° 26' – 45' = 17°41' к направлению волокон)

h = =0,133 м;

R = 110,7 кгс/м ;

в промежуточном узле (смятие древесины вдоль волокон)

h = =0,1193 м;

Тогда требуемая высота бруса верхнего пояса фермы:

h = h + 2е = 13,3 + 2·10 = 33,3 см; принимаем h = 34 см,

откуда r = 0,289h = 0,289·34 = 9,826 см.

Проверяем принятое сечение. Геометрические характеристики: F = F_6p == 20·34 = 680 см², W_p = 20·34 /6 = 3853 см³, гибкость элемента в плоскости фермы λ= l/r = 616/9,826 = 62,7.

Расчетный изгибающий момент

М = M - М_е = 4772,12 – 31020,50·0,1 = 1670,07 кгс·м.

Коэффициент ξ = 1 - 0,55.

Максимальные нормальные напряжения:

в середине пролета

σ = 113,92 кгс/см²< R_c;

Проверяем принятое сечение на расчетные усилия от 2-й комбинации нагрузок (Q = 22865,54 кгс; М = 4772,12 – 22865,54 · 0,1 = 2485,57 кгс·м) только в середине пролета панели

ξ = 0,672;

σ = 116,82 кгс/см²< R_c.

Устойчивость верхнего пояса из плоскости фермы обеспечена прогонами покрытия.