X, м
|
М, кН×м
|
Q, кН
|
N, кН
|
0
|
0
|
67,42
|
175,537
|
2,75
|
190,61
|
0
|
173,673
|
5,5
|
0
|
-67,42
|
171,810
|
Определяем геометрические характеристики:
b=21
cм;
h=63 см;
F=1323 см2
где κw и κж
– коэффициенты для составных элементов определяемые в зависимости от пролета.
·
Проверка прочности
– коэффициент,
учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба
элемента.
Прочность обеспечена
·
Проверка устойчивости
Гибкость в плоскости изгиба и коэффициент
продольного изгиба:
а=0.8 для древесины.
Устойчивость обеспечена
·
Относительный прогиб арки:
Т.к. b>15 см Þ
устанавливаем пластинчатые нагели в сечении глухо
Несущая способность одного нагеля:
при глухом
соединении.
k=0,2 – коэффициент, учитывающий нормальные
силы, приложенные на концах ригеля обоим брусьям
Деревянные
элементы соединяют с помощью деревянных накладок на металлических болтах
согласно принятому количеству элементов принятых в нагельном соединении и
направлению усилий.
Находим геометрические размеры накладки:
диаметр болта d= 2,4 см
При
b£ 10d S1³ 7d; S2³ 3,5d; S3³ 3d
S1=7×2,4=
16,8 см; S2=3,5×2,4= 8,4 см; S3=3×2,4= 7,2 см
Принимаем: S1=18 см; S2=10 см; S3=8 см Þ накладка 75´36 мм
е1=S1=18 см; е2=S1=18 см
Определяем усилия:
Определяем расчетную несущую способность на
смятие у среднего и крайнего элементов и на срез:
, где ka – коэффициент по графику
, где а=10 см –
толщина накладки
Расчет необходимого числа болтов:
nш – число расчетных швов одного нагеля
В ряду, где действует сила N1:
В ряду, где действует сила N2:
6.1 Расчет упорной пластины
Из условия
смятия верхнего пояса в месте упора, определяем площадь смятия упорной
площадки:
;
ширину упорной пластины принимаем b=23 см Þ
;
Определяем фактическое напряжение:
Находим момент:
Определяем момент сопротивления пластины из
условия прочности:
;
Определяем
площадь опорной плиты из условия на прочность на смятие:
– расчетное
сопротивление смятию поперек волокон
Определяем размеры плиты:
принимаем плиту: 40´16 см; lk=8 см; Fсм= 640 см2
Определяем фактическое напряжение смятия:
Находим максимальный момент и момент
сопротивления:
;
принимаем =1,2 см.
6.3 Определение анкерных болтов
; - площадь болта; -
коэффициент условия работы;
Рассчитаем болты от действия распора:
принимаем 2 болта
диаметром 24 мм
7.1 Подбор сечения
Затяжку выполняем из двух уголков стали С255 (Ry=
24МПа). Из условия прочности определяем требуемую площадь уголков:
,
где m=0,85 – коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения усилий между стержнями.
- площадь
поперечного сечения одного тяжа
принимаем 2 уголка №45: S=2×3,48=6,96см2; ix=1.38; m=2,73 кг/м
Проверяем гибкость:
Þ ставим 2 подвески, тогда
; - толщина стенки уголка
Крепление
затяжки к закладной детали – при помощи сварки. Сварку принимаем
полуавтоматическую, положение нижнее «в лодочку», сварочная проволока СВ-08,
,
,
1)
По металлу шва
2)
По металлу границы сплавления
принимаем длину шва равной 14 см.
Подвеску проектируем из стальной проволоки С225
(Ry= 210МПа)
Определяем нагрузку на подвеску: ;
m=2,73
кг/м
Определяем требуемую площадь сечения тяжа и
диаметр стержня:
;
Конструктивно принимаем 2 подвески диаметром 3 мм.
Неопределенность рамы находим из предположения
одинаковой жесткости левой и правой стоек.
Принимаем клееные стойки прямоугольного сечения
с шагом вдоль здания
а= 5,6 м. Крепление стоек с аркой
шарнирное.
Определяем ветровую нагрузку:
,
где - коэффициент
надежности по нагрузке,
-ветровая нагрузка
для данного ветрового района,
-коэффициент,
учитывающий изменение ветрового давления по высоте (z£ 5 м k=0,4; z=10 к=0,4.),
- аэродинамический
коэффициент, зависящий от схемы здания,
- шаговое расстояние
между арками,
-коэффициент условия
работы конструкции,
при z£ 5 м:
Действие ветра на арку:
Моменты, возникающие в опорной части стойки:
Поперечные силы, возникающие в опорной части
стойки:
Принимаем сечение размерами 21´56,1 см. Используем сосновые доски 2 го сорта толщиной
3,3 см (после острожки), ширина доски 23 (21 – после острожки). Древесина
пропитана антипиренами.
RC= 15×mн×mб×mа=15×1,2×0,976×0,9=15,81
Мпа.
mб =0,976 при h =56,1 см;
mа =0,9 – при пропитке
антипиренами;
mн =1,2 – коэффициент, учитывающий
ветровую нагрузку;
;
;
Прочность обеспечена
Проверка сечения на скалывание:
Rск=1,5×mн×ma=1,5×1,2×0,9=1,62
Мпа – расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон при изгибе клееных
сосновых досок 2-го сорта.
Геометрические характеристики сечения:
Прочность выбранного сечения достаточна.
Расчет на устойчивость сжато-изгибаемого
элемента (правая стойка):
Гибкость из плоскости изгиба и коэффициент
продольного изгиба:
Þ
-коэффициент для
древесины;
Устойчивость
клеедосчатой стойки обеспечена.
Расчет на устойчивость сжато-изгибаемого
элемента (левая стойка):
Устойчивость
клеедосчатой стойки обеспечена.
9.1 Определение усилий
Напряжение, возникающее на опоре от действия
полной осевой нагрузки и изгибающего момента:
;
Nпост= Nпол – Р*0,5l=150.48–17,92*0,5*11=51.92 кН;
Высота сжатой зоны:
Rbt=250 Мпа – болт класса 6.6 (табл. 58*) СниП II-23–81*
n=2
–2 болта;
Растяжение, воспринимаемое болтом:
Требуемая площадь одного болта:
Принимаем диаметр болта:
.
Толщина опорной части стойки определится как:
B=S2+2S3=3,5d+3d×2=9,5d;
d=b/9,5=21/9,5=2,2 см
Þ принимаем d=22 мм.
Определим несущую способность болта:
На смятие крайней части Тсма=0,8×d×d=0,8×10×2,2=17,6 кН;
На смятие средней части Тсмс=0,5×h×d=0,5×56,1×2,2=61,71 кН;
На изгиб Тизг=1,8×d2+0,02×a2= 1,8×2,22+0,02×102=10,71 кН
Принимаем Тmin=10,71кН.
Число стяжных болтов:
n=Nпол/(Тmin×nш) 150.48/(10,71*2)=7.03 Þ
принимаем 8 стяжных болтов.
1.
СНиП II-25–80* «Деревянные
конструкции»
2.
Справочник «Проектирование и расчет
деревянных конструкций» И.М. Гринь. Киев: «Будивэльник», 1998 г.
3.
СНиП II-23–81* «Стальные
конструкции»
4.
СНиП 2.01.07–85* «Нагрузки и
воздействия»