![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Расчет промежуточного узла Д нижнего пояса ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
В узле нижнего пояса сходятся пять элементов - раскос БД, стойка ВД, раскос ДГ, панели нижнего пояса АД и ДК, которые своими торцами упираются в металлические диафрагмы. Расчетные значения усилий в элементах: · раскос БД – U1 = +135020 Н · стойка ВД – V1 = - 47210 Н · раскос ДГ – Д1 = - 31190 Н Д1' = +8060 Н · панель ДД’ – U2 = +139740 Н Размеры диафрагм: h1 = hр· cosa3 = 15, 9·0, 8287 = 13, 2 см h2 = hр· sina3 = 15, 9·0, 5597= 8, 9 см h3 = hс/2 = 10, 6/2 = 5, 3 см Вертикальная диафрагма 1 рассматривается как закрепленная по трем сторонам пластина, загрузочная равномерным давлением от горизонтальной составляющей сжимающего усилие Д1, в расходе ДГ. sв = Д1· cosa3/Fв = 31190·0, 8287/178, 2·10-4 = 1, 45·106 Па где Fв = bnh1 = 13, 5·13, 2 = 178, 2 см² (178, 2·10-4м² ) – пл. опирания раскоса ДГ на вертикальную диафрагму.
Расчетный изгибающий момент в середине свободной кромки. Mв = asвb² в = 0, 112·1, 45·106 ·0, 135² = 2960 Нм. где, a = 0, 112 для отношение сторон ав(h1)/bв = 13, 2/13, 5 = 0, 98 Требуемая толщина вертикальной диафрагмы: dв = √ (6Мв/Ry) = √ (6·2960/(240·106)) = 0, 0086м = 0, 086 см. Принимаем: dв = 10мм.
Рисунок 4.6.3.1 – Промежуточный узел Д нижнего пояса: а – общий вид узла; б – к расчету диафрагм.
Горизонтальная диафрагма 2 поддерживаемая снизу вертикальным ребром 3, разделительная на две пластины. Левая пластинка размерами сторон (размеры приняты по контуру давления сторон ВД) рассматривается как закрепленная по трем сторонам, загруженная равномерным давлениям от действия сжимающего усилия в стойке ВД. sг = V1/Fс = 47210/143, 1·10-4 = 3, 3·106 Па где, Fс = 10, 6·13, 5 = 143, 1 см² (143, 1·10-4м² ) – пл. попер. сеч. ВД Расчетный изгибающий момент в пластинке при отношении сторон: аг(h3)/bг = 5, 3/13, 5 = 0, 4< 0, 5 определяются по формуле: Mг = 0, 5sга² г = 0, 5·3, 3·106·0, 053² = 4635 Нм. Требуемая толщина горизонтальной диафрагмы: dг = √ (6Мг/Ry) = √ (6·4635/(240·106)) = 0, 0108м = 1, 08см. Принимаем: dг = 12 мм. Размеры поперечного сечения вертикального ребра 3 определяются из условия работы его на изгиб как балки на двух опорах, загруженной распределенной нагрузкой V1. В этом случае, расчетный изгибающий момент равен: Mр = ql/8 = 47210·0, 135/8 = 797 Нм Требуемый момент сопротивления: Wр = Mр/Rуп = 797/(240·106) = 3, 32·10-6м³ (3, 32см³ ) Задавалась толщиной ребра, bр = 10см, определяем его высоту: hр = √ (6Wp/bр) = √ (6·3, 32/1) = 4, 46 см. Принимаем высоту вертикального ребра hр= 6 см. Раскос ДГ в узле Д крепится к металлическим фасонкам с помощью болтов, диаметром 12 мм, которые воспринимают растягивающее усилие в раскосе Д1'=8060 Н. Расчетная несущая способность одного условного среза болта определяется по формулам: а) из условия смятия древесины нагельного гнезда раскоса: Тс= 0, 5· bр·d·mп·mв = 0, 5·13, 5·1, 2·0, 8·0, 9 =5832Н б) из условия изгиба болта Ти=(1, 8d2 +0, 02bр2)·√ mп·mв = (1, 8·1, 22+0, 02·13, 52)√ 0, 8·0, 9= 5292 Н И не более: Ти= 2, 5d2 = 2, 5·1, 22 = 3, 6кН = 3600Н Необходимое количество болтов для крепления раскоса к металлическим фасонкам: n =Д1'/(nc·Тmin) =8060/(2·3600) =1, 11шт где nc=2 – число расчетных швов одного болта. Принимаем 2 болта d=12мм. Уголки панели ДД’ нижнего пояса крепятся в узле Д с помощью сварных швов, которые должны воспринимать растягивающее усилие U2=262691Н. Усилие на шов: - у обушка одного уголка: То= U2/2·0, 7 = (139740/2)·0, 7 = 48909 Н - у пера: Тп= U2/2-То = 139740/2-48909 = 20961 Н Требуемая длина сварного шва у обушка: - из расчёта на срез по металлу шва Lω ' = То/(β ƒ ·κ ƒ ·Rω ƒ ·γ с) = 48909/(0, 7·5·10-3·180·106·0, 9) = 0, 086 м =8, 6 см - из расчёта на срез по границе сплавления Lω ''= То/(β z·κ ƒ ·Rω z·γ с)= 48909/(1·5·10-3·164·106·0, 9)= 0, 066 м =6, 6 см Требуемая длина сварного шва у пера: Lω ' = Тп/(β ƒ ·κ ƒ ·Rω ƒ ·γ с) = 20961 /(0, 7·5·10-3·180·106·0, 9) = 0, 037 м =3, 7см Lω ''= Тп/(β z·κ ƒ ·Rω z·γ с)= 20961 /(1·5·10-3·164·106·0, 9)= 0, 0028 м =2, 8 см Принимаем длину сварного шва для приварки каждого уголка к фасонкам с учётом удлинения на 10мм: - у обушка – 90+10=100мм; - у пера – 40+10=50мм. Расчет опорного узла А В узле А опорная стойка АБ и нулевая панель нижнего пояса АД крепятся с помощью болтов d=12мм к сварному металлическому башмаку, состоящему из вертикальных фасонок 1 толщиной 8мм и опорной плиты 2. После установки фермы в проектное положение металлические башмаки узлов присоединяются болтами d=16мм через опорные плиты к деревянному обвязочному брусу ОБ (сечением 200х200), уложенному в прорези клееных деревянных колонн. Рисунок 4.6.4.1 – Опорный узел А (а) и узел крепления фермы к сойке (б).
Размеры опорной плиты определяются из условия работы древесины обвязочного бруса на смятие поперек волокон торцом стойки АБ. Fоп.=lпл·bпл=RА/Rсм90= 94420/(2, 16·106) = 437, 1·10-4м² (437, 1см² )
где Rсм90= 2, 16·106 Па – расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон в опорных частях конструкции Так как один из размеров плиты bпл=hсо= 10, 6 см, определяем второй: lпл=Fоп/ bпл= 437, 1/10, 6 = 41, 2см
Принимаем размеры опорной плиты lпл х bпл= 42 х 10, 6 см. Толщина плиты определяется из условия изгиба консоли от равномерно распределенного давления по поверхности плиты: sпл.=RА/( lпл·bпл) = 94420/(0, 42·0, 106) = 2, 12·106 Па Изгибающий момент в консоли при расчетной ширине 10, 6 см и вылете консоли: lк=lпл/2 - bсо/2 - 0, 3 - dф/2= 42/2 – 13, 5/2 - 0, 3 - 0, 8/2 = 13, 55 см определяется по формуле: Мк=0, 5sпл· lк2= 0, 5· 2, 12·106 · 0, 13552 =19462 Н Необходимая толщина плиты: dпл= √ (6Мк/Ry) = √ (6·19462/(220·106)) = 0, 023м = 2, 3см. Принимаем 24 мм. Ry = 220 МПа для стали С245 δ > 20 мм Рисунок 4.6.4.2 – К расчету опорной плиты.
Расчет конькового узла Г Клееные блоки верхнего пояса в узле Г соединяются между собой парными деревянными накладками 1 сечением 145 х 120 (из досок до острожки 150х125 мм) и металлическими фланцевыми элементами 2. Соединение накладок с клееными блоками осуществляется с помощью метальных болтов диаметром 12мм. Необходимый эксцентриситет е = 10, 1 см обеспечивается верхней прорезью глубиной 2е = 2·10, 1 = 20, 2 см. Сжимающее усилие в раскосе Д1 = -31190 Н передается парными накладками из металлических швеллеров №16 на фланцы 2 через угловые швы на торцах швеллеров. Швы срезаются усилием: Д1·sinα 3 =31190·0, 5597 =17457 Н и сжимаются усилием: Д1·cosα 3 =31190·0, 8287=25847 Н Общая ширина шва. Lw= 2(bш–1)+[(hш-1)+(h1-1)]/cosa3 = 2(6, 4–1)+[(16-1)+(13, 32-1)]/0, 8692 =44, 3 см где bш и hш – соответственно ширина полки и высота швеллера № 16; h1 = hш - 4t = 16 - 4·0, 67= 13, 32 см; t =0, 67– средняя толщина швеллера №16. Рисунок 4.6.5.1 – Коньковый узел Г.
Напряжения в швах общей длинной на одном швеллере Lw =44, 3 см: τ = Д1 · sina3/(2bf·kf·Lw) = 17457/(2·0, 7·0, 005·0, 443) = 5, 6·106 Па τ = Д1 ·cosa3/(2bf·kf·Lw) = 25847/(2·0, 7·0, 005·0, 443) = 8, 3·106 Па Суммарное напряжение: √ (τ ² 1 + τ ² 2) = √ (5, 6² + 8, 3² ) = 10 МПа < Rω f·γ с=180 МПа Давление от раскоса ДГ передается на швеллеры через стальной лист 4 размерами b1 х a1 = 13, 5 х 16 см, который рассматривается как закрепленная по контуру пластинка, загруженная равномерным давлением торца раскоса ДГ: σ п = Д1/ b1·a1 = 31190/(0, 135·0, 16) = 1, 44·106 Па Расчетный изгибающий момент в пластинке: Мп = β ·σ п·b² 1 = 0, 063·1, 44·106·0, 135² = 1653 Нм где, β = 0, 063 для отношения a1/ b1 = 16/13, 5 = 1, 2. Требуемая толщина пластинки: δ п =√ (6Мп/Rу) =√ (6·1653/(240·106)) = 0, 0064м = 0, 64см. Принимаем: δ n = 10мм. Литература 1. СНиП II-25-80 Деревянные конструкции. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1988. 2. Цепаев В. А. Покрытие по трапециевидным металло-деревянным фермам с клееным верхним поясом. Методические указания по выполнению курсового и дипломного проектов по специальности 1202. «Промышленное и гражданское строительство» Горький, 1984. 3. СП 17.13330.2011 Кровли. Нормы проектирования. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*/Минрегион России.-М.: ОАО «ЦПП», 2011.-172 с. 4. Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций. - М. Стройиздат, 1977. 5. СП20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*/ Минрегион России.- М.: ОАО «ЦПП», 2011.-44с. 6. Дерево – строительный материал. Соединения элементов деревянных конструкций. Учебное пособие под ред. Е.А. Кравцова г. Горький 1986 г. 7. СП16.13330.2011 Стальные конструкции. Нормы проектирования. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*/Минрегион России. –М.: ОАО «ЦПП», 2011.-172 с. 8. СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии. - М.: Стройиздат, 1986.
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-05; Просмотров: 649; Нарушение авторского права страницы