Расчет верхнего пояса

Верхний пояс проектируем из клеедощатых блоков прямоугольного сечения.

Рассчитываем пояс как сжато-изогнутый стержень на продольно сжимающее усилие О₂=О₃=377,12 кН.

Кроме усилия О₁ в верхнем поясе возникает изгибающий момент от местной нагрузки.

Расчетная погонная нагрузка от собственного веса и снега:

 кН/м

Задаёмся расчётной шириной сечения пояса b=175 мм и высотой h=320 мм, компонуя его из досок толщиной 32 мм (4 см до острожки).

Площадь поперечного сечения: F_бр=b∙h=17.5∙32=560 см².

Момент сопротивления: W= b∙h²/6=17.5∙32²/6=2987 см³

Расчётная гибкость в плоскости изгиба: λ=d/0.289h=391/0.289∙32=42,28 кН∙м

Изгибающий момент от местной нагрузки:

М_q=q_nd²/8=12.204∙3,91²/8=23,32 кН/м

Задаемся величиной эксцентриситета равной e=8 см.

Разгружающий момент: М_е=О₁∙е₁=377,12∙0,08=30,17 кН∙м

Расчетный изгибающий момент: М_расч=М_q–М_е=23,32–30,17=6,85 кН∙м

Изгибающий момент от действия поперечных и продольных сил:

М_Д=М_q/ξ=23,32/0,7332=31,86 кН∙м

где R_c=1,5 кН/см² – расчетное сопротивление сжатию.

Напряжение:

 кН/см²

Проверяем прочность торцов элемента на смятие под углом α=5º:

Где: F_см=b∙h_см=17,5∙16=280 см²

 кН/см²

R_см=1,5 кН/см²                    R_см90=0,25 кН/см²

Определяем напряжение в опорных сечениях по формуле:

 кН/см²

Где: k_ск=1,47 – коэффициент концентрации

  0,6 – коэффициент, учитывающий непроклеивание;

  R_ск – расчётное сопротивление скалыванию древесины при изгибе, равное 0,24 кН/см²

 

Расчет нижнего пояса

Пояс проектируем из двух прокатных уголков.

Расчетное усилие U₁=277,61 кН. Необходимая площадь поперечного сечения металлического пояса:

F_тр=U₁/mR_yγ_c=277,61/0.85∙22.5∙1.05=13,825

где R_y=22,5 кН/см² –расчетное сопротивление растяжению прокатной стали;

  γ_с=1,05 – коэффициент условий работы элементов стальных конструкций;

  m=0,85 – коэффициент, учитывающий неравномерное натяжение уголков.

Принимаем сечение пояса из двух уголков (с учётом ослабления крепёжным болтом) 75х50х6 (ГОСТ 8510-86) с F=14,5 см²>F_тр=13,825 см².

Расчетное усилие U₂=377,85 кН. Необходимая площадь поперечного сечения металлического пояса:

F_тр=U₂/mR_yγ_c=377,85/0.85∙22.5∙1.05=18,81

Принимаем сечение пояса из двух уголков (с учётом ослабления крепёжным болтом) 75х50х8 (ГОСТ 8510-86) с F=18,94 см²>F_тр=18,81 см².