Расчет сегментной фермы (стр. 3 из 7)
– расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее s2 = 4d = 4×0,35 = 1,4 см;
– расстояние s3 от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента следует принимать не менее 4d = 1,4 см;
Принимая во внимание вышеизложенные требования, расставим гвозди на стыке досок прогона так, как показано на рис. 10.
Рис. 10. Схема гвоздевого забоя стыка досок в прогоне.
Гвозди, соединяющие между собой доски спаренного прогона, ставятся конструктивно (без расчета) с шагом 50 см в разбежку, как схематично показано на рис. 9. Причем на сшивку досок прогона в одном пролете понадобится 13 гвоздей.
2. расчет и конструирование сегментной клееной фермы
2.1. Определение общих размеров фермы
Расчетный пролет фермы l = 24,0 м.
Расчетная высота фермы:
м.Строительный подъем:
см. 
Рис. 11. Геометрическая схема фермы.Радиус кривизны верхнего пояса:
м.Центральный угол дуги определяется из выражения:
,откуда
.Длина дуги по оси верхнего пояса:
м.Верхний пояс составляем из четырех блоков одинаковой длины, следовательно, длина блоков верхнего пояса:
м < 6,5 м,т.е. менее максимальной длины досок.
Длина панелей нижнего пояса:
– средняя панель:
м;– крайняя панель:
м.Длина подвески:
м.Длина раскоса:
м.Угол наклона верхнего пояса на опоре:
.Угол наклона верхнего пояса к горизонту в узле операния пояса на подвеску:
.2.2. Статический расчет фермы
2.2.1. Сбор нагрузок на ферму
При определении нагрузки от собственного веса крыши приняты: рабочий настил в виде обрешетки из брусков 6´5 см, расположенных через 20 см, с пролетом, равным расстоянию между прогонами lн = 1,15 м, и неразрезные прогоны из двух досок 2´5´20 см с пролетами по 6 м (рис. 3).
Постоянная нагрузка от собственного веса покрытия.
Таблица 3. Расчет веса конструкций покрытия
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
| Мягкая черепица «Pikipoika» (Финляндия) | 0,082 | 1,3 | 0,107 |
| Рулонный материал левизол (ТУ 5774-058-113221100-95) | 0,012 | 1,3 | 0,016 |
| Защитный настил из досок 19 мм | 0,093 | 1,3 | 0,121 |
| Собственный вес обрешетки из брусков 6´5 см, расположенных через 20 см | 0,086 | 1,3 | 0,112 |
| Два слоя минераловатных плит на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) плотностью 60 кг/м3 и толщиной (2´7) = 14 см. | 0,084 | 1,2 | 0,101 |
| Пароизоляция из 1 слоя пергамина | 0,07 | 1,3 | 0,091 |
| Подшивка из досок 19 мм | 0,093 | 1,3 | 0,121 |
| Прогоны из двух досок 2´5´20 см с расстоянием между ними 1,15 м | 0,087 | 1,3 | 0,113 |
| Итого (gкр): | 0,781 |
Принимая вес покрытия равномерно распределенным по площади его горизонтальной проекции, получим вес крыши на единицу площади плана путем умножения полученного выше веса на коэффициент:
,где s = 25,74 м – длина дуги верхнего пояса.
В таком случае расчетный вес крыши:
кН/м2.Погонное значение расчетной нагрузки от веса покрытия:
кН/м. Постоянная нагрузка от собственного веса фермы со связями определяем по формуле:
кН/м2.где kс.в. = 3,0 – коэффициент собственного веса стропильной фермы со связями.
Расчетная погонная нагрузка от собственного веса фермы:
кН/м.Суммарное значение расчетной постоянной нагрузки на ферму:
кН/м. 
Рис. 12. Схема постоянной нагрузки на сегментную ферму.
Узловые силы на рис. 12:
кН; 
кН.Силы F0 и F4 приложены к колонным и в расчете фермы не учитываются.
Опорные реакции:
кН.Снеговая нагрузка.
Хотя сбор снеговой нагрузки был уже упомянут в п. 1.3.1, повторимся, проведя его снова.
Город Ярославль находится в III снеговом районе (карта 1 СНиП 2.01.07-85*). Следовательно, нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли sо = 1,0 кПа (табл. 4 СНиП 2.01.07-85*).
Линейно распределенная нагрузка от снега на обрешетину:
,где gf – коэффициент надежности по нагрузки, для снеговой нагрузки по п. 5.7 СНиП 2.01.07-85* равен 1,6, так как отношение нормативного значения равномерно распределенной нагрузки от покрытия gn = 0,607×1,07 = 0,649 кН/м2 к нормативному значению веса снегового покрова s0 = 1,0 кН/м2, равно gn / s0 = 0,649, что меньше 0,8.
m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемы в соответствии с прил. 3 СНиП 2.01.07-85*;
В – шаг поперечных рам.
Подставив эти значения, получим:
кН/м.Первый вариант снеговой нагрузки.
Нагрузка принята такой же, как для плоской кровли с уклоном a < 25°, т.е. равномерно распределенная нагрузка по прямой с коэффициентом m = 1,0 (рис. 13).
Рис. 13. Схема первого варианта снеговой нагрузки.Узловые силы:
кН; 
кН.Опорные реакции:
кН.Второй вариант снеговой нагрузки.
Рис. 14. Схема третьего варианта снеговой нагрузки.
Коэффициент:
.Узловые силы:
кН; 
кН; 
кН;где Si – соответствующие площади участков эпюры давления на ферму, полученные графически.
Опорные реакции: