Сегментные фермы. Конструирование и расчет.
Верхний пояс сегментных ферм имеет круговое очертание с постоянным радиусом кривизны. Радиус окружности, по которой очерчена ось верхнего пояса фермы: R=(L2+4f2)/8f/. Половина центрального угла дуги верх. пояса: α=arcsin L/2R. Верхний пояс сегментных ферм может быть выполнен из нескольких отдельных блоков, т.е. разрезным или состоять из двух половин со стыком в коньковом узле - неразрезным. Верхний пояс может выполняться также полностью неразрезным. Сечение пояса принимается прямоугольным, при этом отношение высоты к ширине не более 4. Раскосы фермы выполняются из древесины и снабжены наконечниками из стальных пластин. При неразрезном верхнем поясе расчетная схема фермы представляет собой статически неопределимую систему, и расчетная схема представляет собой раму с неразрезными поясами и шарнирным креплением решетки. При разрезном верхнем поясе в расчетную схему вводятся шарниры в узлы и система рассматривается как статически определимая рама с прямолинейными панелями между узлами. В этом случае расчетный изгибающий момент в середине панели верхнего пояса определяют с учетом обратного момента, возникающего из-за криволинейности верхнего пояса по формуле: Мрасч=Мg-Nf0, где Мg- момент от поперечной вне узловой нагрузки в середине панели как для однопролетной балки, шарнирно опертой в узлах (опорах); N- нормальная сила в панели, центрально приложенная в сечении узлов от нагрузки на всю ферму.
28. Деревянные рамы. Конструирование и расчет.
Расчет рамы выполняют в следующей последовательности:
1) статический расчет, т. е. вычисление усилий в элементах рамы от действия внешних нагрузок (снег, ветер) собственного веса рамы и веса покрытия;
2) проверка сечений рамы;
3) расчет узлов рамы.
При статическом расчете определяют усилия и строят эпюры М, N, Q от действия равномерно распределенной нагрузки отдельно от собственного веса конструкций, от снеговой нагрузки слева, справа от конькового узла и на всем пролете, а так же от действия равномерно распределенной нагрузки от ветра слева и справа.
При высоте стойки до 4 м расчет на ветровую нагрузку можно не производить.
Проверка сечений рамы
Наиболее напряженными сечениями по нормальным напряжениям, если обратить внимание на эпюры M и N, для рам являются карнизные узлы, а для рам с подкосами – сечения у концов подкоса в местах примыкания его к стойке и ригелю.
1. Расчет на прочность элементов трехшарнирных рам в их плоскости допускается выполнять по правилам расчета сжато-изгибаемых элементов с расчетной длиной, равной длине полурамы по осевой линии:
2. Устойчивость плоской формы деформирования трехшарнирных рам допускается выполнять по формуле:
29. Деревянные арки. Конструирование и расчет.
Деревянные арки применяются в покрытиях производственных промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий, имеющих пролеты 12 ÷ 60 м. В практике за рубежом имеются отдельные примеры применения арок с пролетом 100 м.
Достоинства деревянных арок:
· архитектурная выразительность деревянных арочных покрытий;
· конструкции арок просты, состоят из минимального числа элементов;
· повышенный предел огнестойкости;
· достаточно длительное сопротивление загниванию и разрушению в химически агрессивных средах.
Классификация арок
Треугольные арки изготавливают:
1) из клееных дощатых блоков
Способ соединения арок в коньке (накладки на болтах, стальной шарнир, штыри и др.) выбирают в зависимости от стрелы подъема, угла примыкания блоков и распора.
Распор воспринимает затяжки, которые изготовляют из армированной стали, из профильной или круглой стали. Для предупреждения провисания длинных затяжек ставят подвески.
Блоки арок изготавливают на горизонтальных или вертикальных ваймовых (винтовых) прессах со сменными цулагами , обеспечивающими получение элементов заданной кривизны.
Толщина досок во избежание больших начальных напряжений от гнутья должна быть не более 1/300 радиуса кривизны и не более 40 см.
Расчет арок:
Арки являются наиболее рациональным видом современных деревянных конструкций, т.к. являются распорной системой, и имеют горизонтальную опорную реакцию, которая снижает изгибающий момент. Основными нагрузками для арки без подвесного оборудования являются вес ее покрытия, собственный вес арки, вес снега и ветровая нагрузка.
Расчет арок следует начинать со сбора нагрузок.
Снеговая нагрузка: полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяются по формуле
S=Sg*µ
Для арок снеговые нагрузки учитываются только на той части длины дуги арки, где угол наклона касательной к горизонту меньше 50о.
Для арок кругового очертания и близких к ним по форме снеговые нагрузки рассчитываются по 4 вариантам. Для арок стрельчатого очертания снеговые нагрузки рассчитываются по 6 возможным вариантам.
