где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150).

(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р4.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3). Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса

2. При подборе сечения 200х75 не будет выполнено условие предельной гибкости, следовательно с учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x100 мм, Абр=200 см2.

3. Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=4 м. Радиусы инерции инерции rx =0,289*0,1=0,0289 м.

ry = 0,289*0,2=0,0578 м

Определяем гибкости опорного раскоса:

,

где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как lmax < 70, определяем j по формуле

.

4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса

.

(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р(встречный раскос).

В общем случае расчет встречного раскоса производится аналогично расчетам остальных раскосов. По условиям задания сечение встречного раскоса принимается как у раскоса Р4 (200*100мм).

Стойка.

Элемент С1.

Стойка С1, в отличии от всех остальных, работает на сжатие и, следовательно выполняется из дарева. Сечение стойки принимается минимально возможным в данных условиях 200*100мм

Элемент С2.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:

где Nст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=30мм ; Aст=5,06 см2

Элемент С3.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:

где Nст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=20мм; Aст=2,182 см2

Элемент С4.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:

где Nст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=16мм; Aст=1,408 см

4. Расчет и конструирование узлов ферм.

4.1 Опорный узел на натяжных хомутах

1.Проверка на смятие опорного вкладыша по плоскости примыкания опорного раскоса.

Пусть раскос примыкает к нижнему поясу под углом 450.

,

,

так как 61,54 кг/см2 < 62,69 кг/см2 - условие прочности выполняется.

2. Определение диаметра тяжа.

,

где

Принимаем d=20 мм Ант = 2,18 см2.

3. Определение количества двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.

,

проверим dнаг. = 20 мм

толщина накладок а = 6 dнаг.= 6×2= 12 см

Тс=50×с×dн=50×20×2=2000 кг,

Та=80×а×d н=80×12,5×2=2000 кг,

Ти=180×d н2+2а2=180×22+2×12,52=1032,5 кг,

но не более Ти=250dн2=250×22=1210 кг.

4. Расчет швеллера.

Расчетная схема:

По конструктивным соображениям подбираем швеллер: h>hнп+6мм

Принимаем ] 30 Wy = 43,6 см3

(условие прочности выполняется).

5.Проверка накладок на смятие.

(условие прочности выполняется).

6. Расчет прочности уголков в торце накладок.

Расчетная схема:

где

Проверим равнобокий уголок 12,5X12,5X8 W=75,9 см3 , I = 294 см4

Подходит.

7. Проверка опорной подушки на смятие под воздействием опорного давления.

Nопор= 4(967б287 +3456) = 17693,148

Требуемая площадь опоры:

Принимаем опорную подушку 200X225мм.

4.2 Промежуточные узлы фермы

Промежуточный узел 2.

Сечение сжатого раскоса bPX hp = 17,5X20 см2, усилие в нем 12739,07 кг, угол между осями раскоса и верхнего пояса – 40,30.

1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс:

.