Конструктивный расчет рамы
Задаемся: 1. Материал несущей конструкции – ель II сорта; 2. Ширина сечения: b = 165 мм; Ru = 1,3 кН/см2 3. Толщина слоев: r/dсл 200 à dсл = r/200; r = 5.12 м (табл. 9 СНиП II-2580)
dсл = 512/200 = 2,56 24 мм.
Определяем приближенно требуемую высоту сечения рамы в карнизном узле:
à ;
hтр = = 97,33 см;
Компонуем сечение из 43 слоя h = 41·2,4 = 98 см Принимаем высоту сечения в коньковом узле: Hк = 0,3 · h = 0,3 · 105 =32 см; в опорном узле: hоп = 0,4 · h = 0,4 · 105 = 42 см а). Проверка сечений элементов рамы по внутренней сжатой кромке.
s = ; ; W = = 26411.0 см3 Wрасч. = W * Кгв = 26411 * 0,93 = 24562,23 см3; Кгв = = ;
- коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы при деформации элемента; N = 141,23 кН; А2 = 1617 см2;
l = l = =57,01
где lo – расчетная длина рамы по осевой линии: lo =16,148 м (свойства полилинии AutoCad) ; ; s = кн/см2 <1,23 кн/см2; mb = 1 (табл. 5), mн = 1 (табл. 6), md = 0,96 (табл. 7),
mсл = 1,1 (табл. 8), mгн = 0,9 (табл. 9) Rc/ = Rc · mb · mн · md · mсл · mгн =1,3 · 1· 1 · 0.96 · 1.1 · 0.9 = 1,23 кН; б) Проверяем по наружной растянутой кромке
s = - <Rp; Кгн = ;
;
W = = 26411.0 см3
s = - =0,95>0,9 Сечение не удовлетворяет условиям прочности. Принимаем размеры сечения b=16,5 см, h= 105,6 см. а). Проверка сечений элементов рамы по внутренней сжатой кромке.
s = ; ; W = = 30319 см3 Wрасч. = W * Кгв = 26411 * 0,93 = 28196,44 см3; Кгв = = ;
- коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы при деформации элемента; N = 141,23 кН; А2 = 1732 см2;
l = l = =57,01 где lo – расчетная длина рамы по осевой линии: lo =16,148 м (свойства полилинии AutoCad) ; ; s = кн/см2 <1,23 кН/см2;
mb = 1 (табл. 5), mн = 1 (табл. 6), md = 0,96 (табл. 7),
mсл = 1,1 (табл. 8), mгн = 0,9 (табл. 9) Rc/ = Rc · mb · mн · md · mсл · mгн =1,3 · 1· 1 · 0.96 · 1.1 · 0.9 = 1,23 кН; б) Проверяем по наружной растянутой кромке
s = - <Rp; Кгн = ;
;
W = = 26411.0 см3
s = - =0,82<0,9 кН/см2 Сечение удовлетворяет условиям прочности. Проверка устойчивости плоской формы деформирования рамы.
- формула 33 [1]
где: F = 16,5*105,6 = 1732,5 кН
W = = 30319 см3
n = 1– для элементов имеющих закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования; j - коэффициент продольного изгиба для гибкости участка элемента расчётной длины lр из плоскости деформирования: lр = l · m = 3 · 0.65 = 1.95м – формула 10 [1] - при шаге распорок 3м; lр = lр1 · m0; m0 = 0.8 – по п. 4.21 [1] - для jм
= 40.89 < 70
j = 1-0,8 · ; N = 141.23 кН
mb = 1 (табл. 5), mн = 1 (табл. 6), md = 0,96 (табл. 7), mсл = 1,1 (табл. 8), mгн = 0,9 (табл. 9) Rc/ = Rc · mb · mн · md · mсл · mгн =1,3 · 1· 1 · 0.96 · 1.1 · 0.9 = 1,23 кН;
= =0.92;
jм =
где: kф = 1.13 – по табл. 2 приложения 4 [1]
jм = = =2.10
=0.08 < 1 – система связей и распорок обеспечивается устойчивость рамы. Опорный узел
Проверяем клеевые швы на скалывание:
t = 1,5 · ;
Qо = 88,96 кНм; Расчетная длина сечения: bрасч = 0,6 · 165 = 99 мм = 10 см; Ширина опорной части за вычетом симметричной подрезки по 3 см: hоп = 90 – 2 · 3 = 84 см; t = 1,5 · = 1,06 кН/см2; Проверяем древесину на смятие в месте упора стойки рамы на фундамент:
sсм = ;
Аоп = 16,5·84 = 1386 см2; sсм = = 102,21 Н/см2 < Rсм ·KN= 300·0,9 = 300 Н/см2;
KN-коэфициент учитывающий концентрацию напряжений под кромкой башмака (п 5.29 пособие по проектированию деревянных конструкций) Высота вертикальной стенки башмака из условий смятия древесины поперек волокон:
hd = = см:
Для определения толщины этой стенки находим изгибающий момент в пластине:
М = кН*см;
Н = Qo = 88,96 кН; Wтр = 100,08/24,5 = 4,08 см3;
d = = 1,25 см, принимаем d = 14 мм;
Траверсы проектируем из уголка 180x125x14 мм; Проверяем вертикальную полку уголка без учета горизонтальной полки на внецентренное растяжение по формуле:
sр = ;
АВП = 1,4 · 16,6 = 22,96 см2; WВП = = 62,75 см3; М = 729,47 кН·см;
sр = = 13,55 кН/см2 < 24,5 кН/см2(для стали С245);
Крепление башмака к фундаменту предусматриваем 2-мя болтами d = 24 мм. Проверяем анкерный болт на растяжение по ослабленному нарезкой сечению:
sр = = 1,22 кН/см2 < Rрст = 14.5 кН/см2;(для анкерных болтов из стали ВСт3пс2)
Nр = = 5,5 кН
Напряжение анкерного болта на срез:
t = = 9,84 кН/см2 < Rсрб = 0,6*4,52*14,5=39,32 кН/см2;
Коньковый узел
Соединение полурам выполняется впритык с помощью деревянных накладках. Усилия, действующие в узле: H = 105,32 кН; Qc = 54,57 кН; Торцы клееных блоков ригеля в узле соединяем впритык не по всей высоте, а со срезом крайних досок под углом по 25 мм для большей шарнирности узла и предотвращения откола крайних волокон при повороте элементов шарнирного узла. Боковая жесткость узла обеспечивается постановкой парных накладок сечением 200x125 мм на болтах d=20 мм. Напряжение смятия в торцах ригеля при a = 14о:
sсм = = 0,19 кН/см2 < Rсмa · mв Асмa = = 550,57 см2; Асм = b·hсм; где hсм = h/cos a; Находим вертикальные усилия в болтах при расстоянии между болтами
е1 = 100 мм и е2 = 250 мм:
V1 = = 39,0 кН; V2 = - Qc + V = - 54.57 + 39,0 = - 15,57 кН;
Расчетная несущая способность двух двухсрезных болтов d = 20 мм из условий изгиба нагеля при направлении усилий под углом к волокнам a=90о (для накладок): количество болтов в одном ряду определяется:
где: nc = 2 - количество плоскостей среза - минимальная несущая способность одного болта – согласно п. 5.13 [1] несущая способность на смятие древесины среднего элемента под углом α; крайнего элемента (накладки). Тнаг= 2.5 · 22 = 10 кН Тогда: в первом ряду
1.95 шт. принимаем 2 болта.
во втором ряду 0.78 шт. принимаем 1 болт.
Напряжение в накладках:
sм = = 0,42 кН/см2 < Ru = 1,3 кН/см2; М = = 682,25 кН·см; Wнак = 2· (Wбр – Wосл) = 2· ( ) = 1638 см3;
прочность накладок обеспечена; Коньковый узел (валиковый шарнир)
Принимаем толщину щек валикового шарнира 14 мм, Диаметр валикового шарнира 60 мм Напряжение смятия под пластиной валикового шарнира ригеля при a = 14о: sсм = = 0,34 кН/см2 < Rсмa · KN =1,3*0,5 Асмa = = 306,18 см2; Асм = b·hсм; где hсм = h/cos a;
Проверяем равнодействующее усилие в максимально нагруженном болте
Тнаг= 2.5 · 22 = 10 кН nш=2; M=Q*e=54,57*17.6=960.43 кН·см; e - расстояние от оси шарнира до центра болтового соединения; nб – количество в крайнем ряду параллельном оси элемента; mб – общее количество болтов zi – расстояние между осями болтов в направлении перпендикулярном оси элемента zmax – максимальное расстояние в том же направлении
=10 кН
Такой тип конькового узла не рационален для соединения данных полурам, т.к.: Равнодействующее усилие в максимально нагруженном болте больше несущей способности болта; Диаметр болтов(нагелей) не возможно увеличить из условия компоновки нагелей. При увеличении числа рядов болтов увеличится расчетный момент, что приведет к увеличению равнодействующего усилия в болте.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (384)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |