Материал: Крытый ток в г. Куйбышеве

б) От снеговой односторонней нагрузки на левой половине ригеля(рис. 6.)

Определение вертикальных опорных реакций:

Распор

Усилия и изгибающие моменты в элементах левой полурамы

вертикальное усилие в шарнире;

Усилия и изгибающие моменты в элементах правой полурамы:

в) От ветровой нагрузки слева(рис. 7.)

Опорные реакции определяем из условия равенства нулю моментов всех сил относительно опор рамы. Для упрощения вычисления заменим распределенные нагрузки от ветра, действующие нормально к скатам, их составляющими.

Тогда из уравнения  определим величину левой опорной реакции:

Величину правой опорной реакции определим из уравнения :

Из уравнения  для левой полурамы определим величину распора у опоры А:

Аналогично найдем величину распора у опоры А:

Вертикальные и горизонтальные усилия в шарнире С определим из условия равенства нулю проекций всех сил на оси х и у для каждой полурамы. Для левой полурамы:

Соответственно для правой полурамы будем иметь

Усилия и изгибающие моменты в элементах левой полурамы:

Усилия и изгибающие моменты в элементах правой полурамы:

.Подбор сечения

Подбор сечений элементов рамы производим по расчетным усилиям (табл. 3.).

Ригель

Ригель принимаем прямоугольного сечения с переменной высотой по его длине с учетом изменения эпюры расчетных изгибающих моментов. Наружное очертание ригеля принято прямолинейным с заданным уклоном для кровли i=1:10.

Ширину сечения ригеля назначаем 190 мм (после острожки). Размеры склеиваемых досок в черновой заготовке - 200х40мм с двухсторонней острожкой их по ширине и толщине до 190х33 мм. Влиянием продольных усилий в ригеле при предварительном подборе сечений пренебрегаем ввиду незначительной их величины. Принятые сечения затем проверяем на сжатие с изгибом.

Требуемую высоту сечения ригеля в узле Вв месте примыкания подкоса к ригелю (М=-455,04 кНм) определяем из условия прочности его на изгиб:

где  коэффициент условий работы на изгиб для клееных конструкций;

М- расчетный изгибающий момент;

 ширина сечения.

Высоту сечения принимаем в сечении В равной h=118,8 см. Количество досок по высоте сечения nд=36 шт. Сечение ригеля в коньковом узле и на концах консолей назначено конструктивно высотой h=46,2 см из nд=14 досок.

Проверку принятых сечений ригеля производим в местах, где момент и продольная сила имеют наибольшие значения (узел В), а также где стойка примыкает к ригелю.

Проверка ригеля в месте примыкания к нему подкоса (узел В) (рис.8):

а) от собственного веса и снега М=-455,04 кНм; N=-149,08 кН.

Таблица 3. Усилия N в кН и моменты

Расчетную гибкость сжато-изгибаемого переменного по высоте ригеля определяем приближенно по усредненному значению радиуса инерции:

где  средняя высота сечения между узлами В и С;

Тогда

Здесь  усредненная площадь сечения;

 расчетная площадь сечения ригеля в узле В;

дополнительный разгружающий момент от переноса продольной силы с оси a-aна нейтральную ось сечения x0- x0.

 коэффициент условий работы клееной балки на изгиб.

Проверка принятого сечения ригеля на скалывание при изгибе по клеевому шву в узле В.

Расчетная нагрузка на раму

Поперечная сила в узле В

где 0,5- коэффициент, учитывающий возможный непроклей шва.

б) от собственного веса, снега и ветра:

М=-504,27кНм; N=-160,99 кН;

Стойка

Стойка рассчитывается как сжато- изгибаемый элемент от воздействий собственного веса, снега и ветра: М=6,56кНм; N=90,39 кН. Длина стойки lст=5,4 м.

Задаемся предварительно сечением стойки из цельного бруса черновой заготовки 200х200 мм и после четырехсторонней острожки 190х190 мм. Прогоны по продольным стенам крепятся к стойке болтами dб=20 мм. Для принятого поперечного сечения стойки имеем:

Тогда

Напряжение в расчетном сечении стойки

коэффициент повышения расчетного сопротивления древесины при учете ветровой нагрузки.

Подкос

Принимаем подкос клееным сечением 190х561 ммиз семнадцати досок толщиной 33 мм. Длина подкоса lп=6,8 м. Гибкость подкоса

тогда

Подкос рассчитывается на центральное сжатие:

а) от собственного веса и снега:

где

б) от собственного веса, снега и ветра:

.Расчет и конструирование узлов

Узел В сопряжения подкоса с ригелем рамы

Соединение подкоса с ригелем выполняем лобовым упором ввиду того, что в подкосе рамы возникают только сжимающие силы. Для обеспечения боковой жесткости узла, а также для восприятия растягивающих усилий в подкосе при монтаже рамы по обе стороны подкоса и ригеля ставим накладки сечением190х66 мм, которые прикрепляются к подкосу и ригелю четырьмя болтами dб=20 мм. Проверяем на смятие ригель в месте примыкания подкоса:

а) от собственного веса и снега

Угол смятия древесины ригеля подкосом

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам:

где б) от собственного веса, снега и ветра

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам

где и коэффициенты, учитывающие влияние ветровой нагрузки.

Узел соединения стойки с ригелем рамы

Соединение стойки рамы с ригелем выполняется лобовым упором и перекрывается парными накладками сечением 190х66 ммна восьми болтах диаметром 20 мм, которые воспринимают расчетное усилие растяжения при воздействии собственного веса и снега . Несущая способность болтов, соединяющих накладки с ригелем и стойкой, при направлении растягивающего усилия, передаваемого со стойки на ригель под углом  определяется по меньшему из всех трех условий: