Расчет по второй группе предельных состояний.

Определяем прогиб плиты в середине пролета:

= 1.4 – коэффициент, учитывающий длительность приложения нагрузки;

 Определяем относительный прогиб:   

 

 

РАСЧЕТ ТРЕХШАРНИРНОЙ РАМЫ

Рассчитаем и запроектируем несущие конструкции рамы из прямолиней­ных элементов. Температурно-влажностные условия эксплуатации Б1, т_в=1.

Пролет рамы l = 19.5 м, шаг рам В =6 м. Класс надежности здания - III, у_n= 0,9. Район строительства — г. Луцк, I район по весу снегового покрова, нормативная снеговая нагрузка S₀ = 0,5 кН/м². Ветровая нагрузка при данной схеме рамы и высоте стойки Η ≤ 3 м не учитывается, так как разгружает раму.

Определение геометрических размеров конструкции:

Уклон ригеля принимаем 1:4

Поперечное сечение рамы прямоугольное постоянной ширины b и пере­менной высоты h.

Высота стойки и ригеля в карнизе: см.

Высота поперечного сечения рамы по биссектрисе: где φ = 90°+а,

при уклоне 1:4 а = arctan 0,25 = 14°02', φ = 90°+14°02'=104°02';

см;

Высота стойки на опоре h_cm > 0,4h = 39 см.

Высота сечения ригеля в коньке h_p > 0,3h = 30см.

Ширина сечения принимается: b=200мм

Принимаем доски сечением 200х40 мм. После острожки досок по пластям (5-8 мм) и фрезеровки кромок клееного пакета (15-20 мм) получаем сечение чистых досок 180х32 мм.

Ригель и стойку компонуем в виде прямоугольных клееных пакетов с по­следующей распиловкой пакета:

 

Схема распиловки пакетов для ригеля и стойки полурамы.

 

l_риг=

= 6 см;

Статический расчет.

 

Расчетная схема 3-х шарнирной рамы из прямолинейных элементов

q = g + p

 

 

Определяем координаты центров характерных сечений, считая центр тя­жести опорного сечения началом координат:

 

Длина полурамы по осевой линии: l₀ = l₁ + l₂;

l₀ = 263,52+991,55= 1255,07 см;

Сбор нагрузок на раму

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
1. Вес конструкции кровли, (см. расчет панели покрытия):		–
2. Собственный вес рамы:		1,1	0,253
Итого постоянная нагрузка:		–
3. Временная нагрузка: Снеговая для I -го района – S0=0.5 кН/м2		1,4	pp=0,7
Всего полная нагрузка:	gH=1.266	–	gp=1,567

Определяем расчетные погонные нагрузки на ригель рамы:

Постоянная: g = ·В = 0,867·6=5,202 κΗ/м;

Временная: р = р^р·В = 0,7·6 = 4,2 кН/м·,

Полная: q = g + p = 5,202+4,2 = 9,402 кH/м;

Опорные реакции:

Изгибающие моменты в сечениях:

М₁= 0;

 

Нормальные и поперечные усилия: N₁ = N₂ = v_a,

Проверяем максимальные напряжения в биссектрисном сечении 3:

а) для сжатой зоны вдоль оси х под углом к волокнам β₁

                β₁= 90 -  = 90° - 52°01' = 37°59'

σ_хс=

=0,649 кН/см² ≤ R_смβ₁ = 0,817 кН/см²

ξ=

λ= φ=

k_ЖN = 0,66+0,34β=0,66+0,34·0,335=0,77 – коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения;

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом β₁ к волокнам:

б) Для растянутой зоны вдоль оси х под углом к волокнам β₁:

в) Для сжатой зоны вдоль оси у под углом к волокнам :

 

Проверяем прочность по нормальным напряжениям в сечении 4:

Раскрепляем раму в направлении из плоскости стеновыми панелями, плитами покрытия, поперечными (скатными) связями, расположенными по наружному контуру рамы, а также вертикальной связью, установленной в биссектрисном сечении 3.

Определяем положение нулевой точки на эпюре изгибающих мо­ментов:

На 3-х участках (от опорного узла до биссектрисного сечения, от биссектрисного сечения до нулевой точки на эпюре моментов и от нулевой точки до конькового узла) проверяем устойчивость плоской формы деформирования рамы с учетом переменности сечения:

а) на участке от опорного до биссектрисного сечения:

 – коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения по длине элемента, не закрепленного из плоскости по растянутой от момента кромке.

 

k_Ф = 1,5 – коэф-т, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке;

б) на втором участке от биссектрисного сечения до нулевой точки

в) на третьем участке от нулевой точки на эпюре моментов ( ) до конь­кового узла:

Максимальное значение изгибающего момента и соответствующей про­дольной силы определяем в сечении, в котором поперечная сила равна нулю.

Проверяем клеевые швы на скалывание в опорном сечении:

  

 

Опорная плита

Траверса башмака

КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОРНОГО УЗЛА:

Анкерный болт

Конструкция опорного узла рамы

 

Проверяем торец стойки на смятие вдоль волокон:

Для фундамента принимаем бетон класса В 7,5, R_b = 4,5 Мпа;

Базу проектируем из стали марки ВСтЗкп2, сварка осуществляется электродами Э 42.

Размеры опорной плиты башмака:

Длина плиты l_b = hcm + 2·(3...5 см) = 39,8 + 2·3=45,8 см,

Округляя до целого числа назначаем длину плиты l_b= 46 см;

Ширина плиты b_b = b + 2·(5...10 см) =18 + 2·6 = 30 см,

Определяем фактическое давление на бетон:

Толщину траверс t_T конструктивно назначаем равной 1 см. Толщину опорной плиты назначаем из усло­вия изгиба её как консоли, защемленной на опоре (участок 1), или как пластинки, опертой по трем сторонам (участок 2).

 

                                                                                               

 

Момент в заделке консольного участка 1:

=0,825 кНсм;

Момент на участке 2, при отношении сторон >2;

Толщина плиты t_пл:

Принимаем толщину опорной плиты 1 см.

Определяем требуемый диаметр анкерных болтов:

Требуемая площадь сечения одного болта из условия среза:

Принимаем болты диаметром d = 18 мм, А = 2,54 см²;

Из условия смятия:                                   

 - расчетное сопротивление смятию элементов из стали ВСт3кп2 с временным сопротивлением Run = 365 МПа, соединяемых болтами нормальной точности.

Принимаем высоту башмака h_Б = 20 см;

Проверяем кромку стойки на смятие поперек волокон:

КОНСТРУИРОВАНИЕ КОНЬКОВОГО УЗЛА.

Q 7