Геометрические размеры рамы.

Геометрические размеры рамы показаны на рисунке 2.1.

Высота рамы в карнизе по внешнему габариту:

,

где - расстояние по высоте между внешними точками карнизного и конькового узлов.

Расчетный пролет рамы (предварительно):

Поперечное сечение стоек и ригелей – прямоугольное с постоянной шириной b =140 мм, полученной после фрезеровки досок шириной 150 мм (ГОСТ 24454-80*) и переменной высотой.

Соединение ригеля и стойки в карнизном узле выполняются с помощью зубчатого клеевого шипа по всему сечению.

Ригель и стойка изготавливаются путем распиловки прямоугольных пакетов, склеенных из сосновых досок толщиной 33 мм (после фрезерования досок толщиной 40 мм).

Значение должно соответствовать общепринятым допускаемым пределам:

.

Предварительно принимаем .

Принимаем сечение в карнизном узле из 46 слоев по 33 мм:

.

В пяте стойки рамы высоту сечения определяем из условия , а в коньке .

Тогда:

,

.

Согласно этому принимаем:

,

.

Высота биссектрисного сечения рамы:

,

где ,

.

Определяем остальные размеры рамы.

Высота между внешним и внутренним биссектрисным сечениями а:

;

Расстояние между внешней точкой карнизного узла и серединой конькового узла y’:

;

Расстояние по высоте между серединами карнизного и конькового узлов с:

;

Определим координаты середины биссектрисного сечения X и Y:

,

.

Тогда длина стойки по осевой линии:

;

Длина ригеля по осевой линии:

,

где .

Определим угол наклона осевой линии ригеля к горизонтали γ:

.

Стрела подъема рамы расчетного сечения (по осевой линии):

.

Расчетный пролет рамы:

.

С учетом предварительно принятых размеров элементов рам получим геометрическую схему.

 

 

Определение нагрузок на раму.

Раму рассчитывают от собственного веса рамы, покрытия с кровлей и снега (по всему пролету).

Нагрузки от покрытия (постоянная нагрузка из предварительного расчета ограждающих конструкций) принимаем:

Собственный вес рамы определяем при из выражения:

.

Нагрузка от покрытия с учетом уклона кровли составит:

;

.

В таблице 2.1 представлены значения погонных нагрузок, действующих на раму

(при шаге рам 5 м) с учетом уклона кровли:

 

Таблица 2.1.

Вид нагрузки	Нормативное значение нагрузки, кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетное значение нагрузки, кН/м
Собственный вес покрытия		-
Собственный вес рамы		1,1	1,73
Итого:	3,54	-	3,91
Снеговая нагрузка		-
Всего:	7,74	-	9,91

 

При высоте стойки рамы Н ≤ 4 м расчет рамы на ветровую нагрузку можно не производить.

Статический расчет рамы.

Максимальные усилия возникают в карнизном узле рамы при действии полной расчетной нагрузки (постоянной и временной) по всему пролету .

Опорные реакции:

· Вертикальные:

· Горизонтальные - (распор):

В карнизном узле определяем расчетные усилия.

 

Усилия в расчетном сечении 1-1 (х =0,429 м, у =3,035 м) по оси биссектрисы карнизного узла:

Изгибающий момент

Продольная сила:

где ,

Усилия в сечениях 1-2 и 1-3 карнизного узла:

.

где .

;

,

где ,

Нормальная сила в коньковом сечении 3-3 (рис.5):

;

где .

Геометрические характеристики в биссектрисном сечении 1-1 и сечении 1-2 и 1-3:

Расчетная площадь:

.

.

.

Момент сопротивления:

.

.

Расчетное сопротивление на сжатие умножается на коэффициенты .

При высоте сечения больше 120 см, коэффициент (СНиП II-25-80):

Коэффициент m_сл =1, т.к. толщина слоя клееного сечения принята 33 мм (табл. 8 СНиП II-25-80), коэффициент m_в =1 (табл. 5 СНиП II-25-80).