Подбор сечения стальных элементов фермы
Опорная панель А-Д. Опорную панель нижнего пояса А-Д принимаем из двух стержней арматурной стали класса А 400. Растягивающее усилие в этой панели U1= 175460 Н. Требуемая площадь двух стержней с учётом коэффициента m=0,85 (по п. 3.4. [2]), учитывающего неравномерность распределения усилий между стержнями: 5,655∙10-4 м²=5,655 см², принимаем два стержня диаметром 20 мм с F= 2*3,142 = 6,284 см²= = 6,284*10-4 м2 >5,655*10-4 м2. Панель нижнего пояса Д-Д`. Панель нижнего пояса Д-Д` принимаем из трёх стержней арматурной стали класса А 400, между которыми вварены концевые стержни из арматурной стали класса А 240 с нарезкой на концах (рисунок 12 а)
Рис. 12. Стальные элементы фермы а – панель Д – Д/ б – панель Д - Б Растягивающее усилие в панели Д-Д` ‑ U2 =135950 Н. Требуемая площадь трёх стержней: 4,382∙10-4 м² =4,382 см², принимаем 3 диаметром 14 мм с F=3*1,539 = 4,617 см²=4,617*10-4 м2 > 4,382∙10-4 м² Требуемая площадь нетто концевых стержней: 5,438∙10-4 м² = 5,438 см². принимаем диаметр стержня 28 мм с F = 6,158 см² > 5,438 см². Раскос Д – Б Раскос Д-Б принимаем из двух стержней арматурной стали класса А 400 с вваренным с одной стороны концевым стержнем из арматурной стали класса А 240 с нарезкой на конце(рисунок 12 б) Растягивающее усилие в раскосе Д1 = 74740 Н. Требуемая площадь 2-х стержней: 2,409∙10-4 м² = 2,409 см²; принимаем 2 диаметром 14 мм F = 2*1,539 = 3,078 см² = 3,078*10-4 м2 > 2,409∙10-4 м² Требуемая площадь нетто концевого стержня: 2,99∙10-4 м² = 2,99 см²; принимаем диаметр стержня 20 мм с F = 3,142 см² > 2,99 см².
Расчёт узлов фермы. Опорный узел. Опирание фермы на колонну и соединение верхнего пояса с нижним в опорных узлах производится при помощи стальных сварных башмаков (рисунок 13). Верхний пояс фермы упирается в плиту, которая приваривается к вертикальным фасонкам и диафрагме. Фасонки и диафрагма свариваются с горизонтальной опорной плитой. Ветви нижнего пояса привариваются к фасонкам. Требуемая площадь опорной плиты из условия передачи ею реакции опоры фермы на клееные деревянные колонны: 0.0047 м²; где Rсм =3 МПа – расчётное сопротивление дерева смятию . С учётом отверстий для анкеров конструктивно принимаем ширину опорной плиты 150 мм и длину её 400 мм. При этом площадь опорной плиты: Fопф=0.15∙0.400=0.06 м² > 0.0047 м² Толщину опорной плиты определим из условия прочности на изгиб по сечению 1-1 консольного участка. Изгибающий момент в полосе плиты единичной ширины в сечении 1-1 определится: 6129,84 Н∙м, где 1186333 Па=1,19 МПа. Момент сопротивления полосы плиты: Wпл= . Из условия прочности требуемый момент сопротивления площади плиты: Wтр= Приравняв Wтр=Wпл получим: 0,0124 м. Принимаем толщину плиты 13 мм. Толщина плиты определяется из условия прочности на изгиб, рассматривая полосу плиты единичной ширины. Изгибающий момент в полоске определяется как в двухпролётной балке с пролётами а=189/2=94,5: М= 6351,64 Н∙м, где 5687221 Па = 5,69 МПа. Толщина плиты определится по формуле: 12,6∙10-3 м=0,013 м. Принимаем толщину плиты 14 мм. Круглые стержни панели АД привариваются к фасонкам четырьмя угловыми швами, которые должны воспринимать растягивающее усилие в нижнем поясе И1= 175460 Н. Расчетная длина сварного шва определяется из условия на срез согласно п.11.1 [3] по двум сечениям – по металлу шва и металлу границы сплавления. Максимальный катет шва при сварке листа и круглого стержня: кf=1,2∙δ=1,2∙8=9,6 мм. Принимаем кf=8 мм. Расчётная длина шва по металлу шва определится по формуле: =0.0384 м = 38,4 мм, где γwf=1,0 – коэффициент условий работы шва; γс=0,95 – кэффициент условий работы узла конструкции. Расчётная длина шва по металлу границы сплавления определится по формуле: =0.0347 м = 34,7 мм, Принимаем длину шва 150 мм. 4.5.2. Промежуточный узел «Д» по нижнему поясу В этом узле соединяются четыре элемента фермы: опорная и центральная панель нижнего пояса, стойка и раскос. Сжатая стойка из клееной древесины опирается на упорный столик, расположенный между двумя стальными фасонками, приваренными к ветвям опорной панели. На концах опорной панели и на фасонках выполнены упоры и, в отверстия которых пропускаются концевые стержни (имеющие резьбу) раскоса и центральной панели нижнего пояса и закрепляются гайками и контргайками. Толщину плиты опорного столика определим исходя из условия её работы на изгиб. Нагрузкой на плиту является равномерное давление стойки: σп== = 1865946 Па = 1,87 МПа. Изгибающий момент определяется как в плите, опёртой по трём сторонам. Однако при отношении а/b < 0,5 влияние опирания на сторону «а» делается незначительным и плита рассчитывается, выделив полосу 1 см как консоль с вылетом «а» по формуле: М= ; В данном случае = = 0.27 < 0.5; М = = 2337,5 Н∙м. Толщина плиты определяется по формуле: 0,01 м, Принимаем толщину плиты 10 мм. Ребро опорного столика рассчитывается на изгиб с учётом работы плиты. Площадь поперечного сечения столика: Аст=b∙δп+hр∙δр= 0.1*0.01 + 0.1*0.01 = 2∙10-3 м². Статический момент площади поперечного сечения относительно оси х1-х1: Sх1=δр∙hр∙(+)=0.01∙0.1∙ = 5.5∙10-5 м3. Расстояние от оси х1-х1 до центра тяжести поперечного сечения: Z = =0.0275 м. Момент инерции площади сечения относительно оси х-х: Ix= = = 2.35*10-6 м4; Момент сопротивления сечения: Wx= = = 3.04∙10-5 м3. Изгибающий момент в столике: М = где q = σп∙b = 1,87∙106∙0.1 = 187000 Н/м. М = = 834,98 Н∙м. Напряжение в столике: = =27466447 Па = 27,47 МПа < Rуgс = 240*0.95 = 228 МПа. Сварные швы, прикрепляющие ребро опорного столика к фасонкам, должны воспринять усилие V1= 61580Н. Расчётная длина сварного шва определяется из условия на срез - по металлу шва: =0.0433 м = 43,3 мм, где к = 6 мм – минимальный катет швов по таблице 38 [8]. Rwf = 200 МПа – расчетное сопротивление угловых швов по металлу шва для стали С255 и электродах Э46А - по металлу границы сплавления: = 0.0364 м = 36,4 мм. Привариваем ребро упорного столика к фасонкам по вертикальным плоскостям. При этом фактическая расчётная длина швов определится: 4∙(100–10) = 360 мм > 43,3 мм. Упорная плита столика приваривается к ребру и фасонкам. Сварные швы прикрепляющие упор к ветвям нижнего пояса рассчитываются на срез по усилию И2 = 135950 Н. При кf=6 мм расчётная длина шва по металлу шва определится по формуле: = 0.0396 м = 39,6 мм. Расчётная длина шва по металлу границы сплавления: = 0.0358 м = 35,8 мм, Принимаем длину швов 120 мм. Сварные швы прикрепляющие фасонки к ветвям нижнего пояса воспринимают усилие равное равнодействующей усилий в нижнем поясе: ∆И = И1‑И2 =175460 – 135950 = 39510 Н. Принимаем, с запасом прочности, длину нижнего шва как и в опорном узле 150 мм, при кf=6 мм. Концевой стержень центральной панели нижнего пояса фермы Д-Д` приваривается к трём ветвям шестью швами. При кf=6 мм расчётная длина шва по металлу шва: 0.0264 м = 26,4 мм. Расчетная длина шва по металлу границы сплавления: = 0.0239 м = 23,9мм. Принимаем длину шва 70 мм. Концевой стержень раскоса Д-Б приваривается к двум ветвям четырьмя швами. При кf=6 мм расчётная длина шва по металлу шва: = 0.0218 м = 21,8 мм. Расчётная длина шва по металлу границы сплавления: = 0.0197 м = 19,7 мм. Принимаем длину шва 70 мм. 4.5.3. Промежуточный узел верхнего пояса В Глубина прорези от верхней кромки равна 2∙е=2∙40 = 80 мм. Соединение смежных клееных блоков пояса осуществляется при помощи деревянных накладок сечением 69´144 мм(до острожки – доска сечением 75х150), располагаемых с двух сторон и связанных конструктивно болтами Æ 14 мм. Подбалка, поддерживающая верхний пояс в месте стыка, нижней гранью опирается на стойку, сжимающее усилие в которой V1= 34520 H. Площадь смятия равна Fсм = 0.185∙0.104 = 0.0192 м2 Напряжение смятия: = = 1797917 Па = 1,8 МПа < Rсм 90∙mп = 3∙1.0 = 3,0 МПа. Принимаем сечение стойки из шести досок 32х200 (после фрезерования слоев и пакета – 185х(4х26)=185х104). 4.5.4. Коньковый узел фермы Конструкция конькового узла (рисунок 13) предусматривает укрупненную сборку фермы перед ее монтажом из двух шпренгелей. Стальные опорные элементы приняты конструктивно из листовой стали С255 толщиной 8 мм. Каждая ветвь раскоса приваривается двумя швами длиной по 70 мм при Кf = 6 мм.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (261)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |