Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Исходные данные 4 страница




Расчетный изгибающий момент от внеузловой распределенной нагрузки в середине опорной панели определяем как в однопролетной балке

M = qрl2нcos2 α/8 = 9,31×5,872×0,94872/8 = 36,1 кН×м.

Площадь поперечного сечения элемента

Fрасч = bh = 150×450 = 6,75×104 мм2;

момент сопротивления

W = bh2/6 = 150×4502/6 = 5,06×106 мм3;

расчетные сопротивления

Rи = Rс = Rсм = 15mвn = 15×0,9/0,95 = 14,2 МПа;

для древесины 2-го сорта. Аналогично для древесины 3-го сорта - 10,4 МПа:

λ0 = l0/r = 587/(0,289×45) = 45;

λ = μλ0 = 1,18×45 = 53,

где

= = 1,18 СНиП II-25-80, формула (12);

Kсв = 1,4/(δbпл) = 1,4/(1,2×15) = 0,08;

φ = A2 = 3000/532 = 1,06;

ξ = 1 - N/(φRсFбр) = 1 - 192,7×103/(1,06×14,2×6,75×104) = 0,81;

Mд = M/ξ = 36,1/0,81 = 44,6 кН×м;

Wрасч = WKω = 5,06×106×0,85 = 4,3×106 мм3.

Проверяем максимальное напряжение в опорной панели по формуле (28) СНиП II-25-80

N/Fрасч + Mд/Wрасч = 192,7×103/6,75×104 + 44,6×106/4,3×106 = 13,4 < Rс = 14,2 МПа.

Для коньковой панели принимаем сечение из двух брусьев 3-го сорта общей высотой h = 30 см и шириной b = 15 см.

Fбр = 150×300 = 4,5×104 мм2;

изгибающий момент от нагрузки в середине пролета

Mq = qрl2пcos2 α/8 = 9,31×3512×0,9482/8 = 12,9 кН×м;

разгружающий момент от продольной силы в середине пролета коньковой панели

Mс = Ne = 127,1×0,0375 = 4,77 кН×м;

максимальный изгибающий момент Mx = 8,6 кН×м с учетом разгружающего момента, имеющего треугольную форму, не совпадает с серединой пролета, а находится на расстоянии 1,97 м от левой опоры:

Fбр = 150×300 = 4,5×104 мм2; W = 150×3002/6 = 2,25×106 мм3;

λ0 = l0/r = 351/(0,289×30) = 40,5; λ = μλ0 = 1,17×40,5 = 47,4;

μ определяем по СНиП II-25-80, формула (12)

φ = 3000/47,42 = 1,34;

ξ = 1 - N/(φRсFбр) = 1 - 127,1×103/(1,34×10,4×4,5×104) = 0,797;

N/Fрасч + Mx/(ξWKω) = 127,1×103/4,5×104 + 8,6×106/(0,797×2,25×106×0,85) = 8,46 < Rс = 10,4 МПа.

Элементам опорной и коньковой панелей придается выгиб, равный 1/200lп.

Брусья верхнего пояса соединяем сквозными березовыми пластинками толщиной 12 мм и длиной 58 мм. Шаг между пластинками S = 10δ = 120 мм. Несущая способность одного нагеля (СНиП II-25-80, п. 5.29):

T = 0,75bпл = 0,75×15 = 11,25 кН.

Требуемое количество пластинок в опорной панели определяем по формуле (45)



nпл = 1,2MSбр/(ξIбрT) + kN/T = 1,2×36,1×106×4/(0,81×3×450×11,25×103) + 0,2×192,7×103/11,25×103 = 17,2 шт.,

принимаем

ппл = 0,4l/S = 0,4×5870/120 = 19 > 17,2 шт.

Здесь значение k = 0,2 принято по условиям упора верхнего конца опорной панели только средним брусом.

Для коньковой панели требуемое количество пластинок nпл = 12 шт. определяем аналогично из условия упора в опорную панель только нижнего бруса.

Нижний растянутый пояс фермы проектируем из арматурной стали периодического профиля класса А-III в виде одиночного тяжа.

Сечение тяжа определяем по формуле

F = Nγn/Rр = 182,45×103×0,95/375 = 463 мм2,

принимаем тяж диаметром 25 мм, F = 491 > 463 мм2.

На конце одиночного тяжа для соединения его с парными тяжами опорного узла фермы приварен наконечник с резьбой из той же стали. Требуемая площадь нетто наконечника составляет 579 мм2, принимаем его диаметр 32 мм с площадью сечения нетто 640 мм2.

Наконечники привариваем к тяжу с помощью накладок из арматурной стали А-III.

Требуемая площадь сечения парных тяжей в башмаке опорного узла составляет 545 мм2, принимаем 2 тяжа диаметром 20 мм с площадью сечения 628 мм2.

В целях унификации сжатые раскосы выполняем из брусьев 3-го сорта сечением 150 ´ 150 мм:

l0 = 382, см, rx = ry = 0,289h = 4,35 см,

λ = lо/rx = 382/4,35 = 88, φ = A2 = 3000/882 = 0,386.

Проверяем раскос на устойчивость:

N = 51,25 кН; Fрасч = 1502 = 2,25×104 мм2;

N/(φFрасч) = 51,25×103/(2,25×104×0,386) = 5,9 < Rс = 10,4 МПа.

Напряжения смятия верхнего пояса фермы от торца раскоса

σсм = N/Fсм = 51,25×103/2,25×104 = 2,2 < Rсмα = 6,3 МПа при αсм = 43°.

Растянутую стойку проектируем из арматурной стали класса А-III в виде одиночного тяжа, требуемая площадь сечения которого 135 мм2; принимаем тяж диаметром 14 мм с площадью сечения 154 мм2. Наконечники к тяжам принимаем диаметром 18 мм.

Расчет узлов фермы

Опорный узел (рис. 41, а)

Требуемая площадь смятия в опорном узле под пластиной, передающей усилие от нижнего пояса на верхний,

Fсм = N/Rсмα = 182,45×103/12,6 = 1,45×104 мм2,

где Rсмα - расчетное сопротивление смятию древесины 2-го сорта под углом α = 18°26' к волокнам с учетом коэффициентов mв и γn, определяется по формуле (2) СНиП II-25-80.

Ширина пластины равна ширине пояса 150 мм, тогда высота пластины hпл = 1,45×104/150 = 97 мм; конструктивно принимаем высоту пластин hпл = 250 мм, Fсм = 150×250 = 3,75×104 мм2.

Давление на 1 мм2 пластины составляет:

q = N/Fсм = 182,45×103/3,75×104 = 4,86 Н/мм2;

максимальный погибающий момент в пластине на 1 мм ее ширины

M = ql2р/12 = 4,86(150 + 10×2/2)2/12 = 9,74×103 Н×мм;

требуемый момент сопротивления пластины

Wтреб = Mγn/(Ryγс) = 9740×0,95/(245×0,95) = 39,8 мм2.

где Ry - расчетное сопротивление по пределу текучести стали ВСт3пс.

Принимаем пластину толщиной 18 мм, момент сопротивления которой W = 1×182/6 = 54 мм2 > 39,8 мм3.

Сварку упорной пластины с боковыми пластинами башмака производим сплошным двусторонним швом толщиной 8 мм. Парные тяжи привариваем двусторонним швом толщиной 10 мм, длиной 10 см.

Требуемая площадь смятия опорной плоскости

Fсм = Aγn/(mвRсмα) = 82,85×103×0,95/(0,9×3,2) = 2,74×104 мм2,

где Rсмα - расчетное сопротивление древесины смятию при α = 90° - 18°16' = 71°34'. Требуемая ширина площадки смятия a = Fсм/b = 2,74×104/150 = 182 мм, принимаем a = 200 мм.

Рис. 41. Узлы металлодеревянной треугольной фермы

а) опорный узел; б) коньковый узел; в) средний узел нижнего пояса; 1 - парные тяжи диаметром 20 мм; 2 - наконечник диаметром 28 мм; 3, 4 - полоса 150 ´ 110 ´ 10; 5 - уголок 125 ´ 80 ´ 10; 6 - антисептированная подкладка; 7 - упорная стенка башмака 250 ´ 190 ´ 18; 8 - полоса 250 ´ 110 ´ 10; 9 - крепежные винты; 10, 11 - болты диаметром 16 мм; 12 - деревянная накладка 70 ´ 150 ´ 930; 13 - тяж диаметром 14 мм; 14 - шайба 110 ´ 110 ´ 10; 15 - уголок 125 ´ 80 ´ 10; 16 - пластина; 17 - валик диаметром 36 мм; 18 - болт диаметром 16 мм; 19 - полоса 310 ´ 100 ´ 18; 20 - тяж диаметром 25 мм

Коньковый узел(см. рис. 41, б)

Требуемая площадь шайбы для передачи усилия отрастянутой стойки верхнему поясу из условия смятия

Fш = Nγn/(mвRсмα) = 53,3×103×0,95/(0,9×3,2) = 1,76×104 мм2,

принимаем шайбу из стали ВСт3пс размером 140 ´ 140 мм, с площадью нетто 1,94×104 мм2. Толщину шайбы определяем из условия ее изгиба и принимаем 10 мм.

Узел нижнего пояса (см. рис. 41, в)

Металлические детали, входящие в узловое соединение, выполняются из стали ВСт3пс. Сечение уголков по расчету на растяжение принято 125 ´ 80 ´ 10 мм, а сечение приваренных к тяжам полос - 310 ´ 100 ´ 18 мм. Соединение полос с уголками осуществляется с помощью валиков, диаметр которых определяем из условия изгиба и принимаем 36 мм.

6.37. Гнутоклееные деревянные арки, как правило, следует проектировать кругового очертания постоянного прямоугольного сечения с соотношением стрелы подъема к пролету свыше 1/6 и ширины к высоте сечения свыше 1/8.

Очертание стрельчатых трехшарнирных арок определяется из условий обеспечения заданного внутреннего габарита здания; при этом стрелу подъема полуарок рекомендуется принимать 1/12 - 1/15 длины хорды полуарки.

Рекомендуемые схемы, пролеты и другие геометрические параметры арок представлены в табл. 1.

6.38. Расчет и проектирование арок следует производить по правилам строительной механики и в соответствии со СНиП -II-25-80, пп. 6.25 – 6.27.

6.39. Опорное давление и распор от арок в зависимости от конструкции здания воспринимаются отдельными фундаментами или железобетонными, каменными несущими конструкциями здания, а также стальными затяжками.

Опирание арок на фундаменты или несущие конструкции здания и сопряжение в коньке могут осуществляться:

а) непосредственным упором части торцовой поверхности, центрированной по оси арки; при этом фиксация опорных участков арки в проектном положении осуществляется с использованием специальных стальных соединительных элементов (пластин, уголков, швеллеров);

б) через стальной шарнир.

6.40. Площадки, передающие усилие распора в торцы арки, должны быть ориентированы нормально к ее оси.

В арках с затяжками пролетом более 30 м одна из опор устраивается подвижной.

Распор пологих двухшарнирных арок при стреле подъема до 1/4l разрешается определять, как в трехшарнирных.

6.41. Расчет арок на прочность производится при следующих сочетаниях нагрузок:

а) в пологих арках (f < 1/3l);

расчетная постоянная и временная (снеговая) нагрузки на всем пролете и временная нагрузка от подвесного оборудования;

расчетная постоянная нагрузка на всем пролете, односторонняя временная (снеговая) нагрузка на половине пролета и временная нагрузка от подвесного оборудования;

расчетная постоянная нагрузка на всем пролете, односторонняя временная (снеговая) нагрузка, распределенная по треугольнику на половине пролета (СНиП II-6-74, табл. 5, п. 2), и временная нагрузка от подвесного оборудования;

б) в стрельчатых арках (f ≥ 1/3l) - расчетная постоянная и временная (снеговая) нагрузки на всем пролете и временная нагрузка от подвесного оборудования;

расчетная постоянная нагрузка на всем пролете, временная (снеговая) на половине пролета или части его в соответствии со СНиП II-6-74 и временная нагрузка от подвесного оборудования;

ветровая нагрузка с постоянной и остальными временными нагрузками.

6.42. При расчете двух- и трехшарнирных арок на несимметричную нагрузку, разбиение последней на симметричную и кососимметричную составляющие производится по всему пролету арки.

6.43. Расчетным сечением арки для каждого сочетания нагрузок при расчете на прочность является сечение с наибольшим изгибающим моментом, для которого определяется также нормальная сила; проверка нормальных напряжений в нем от сжатия с изгибом производится в соответствии со СНиП II-25-80, пп. 6.25 – 6.27.

Пример 1. Запроектировать трехшарнирную дощатоклееную арку кругового очертания для покрытия отапливаемого спортивного здания.

Рис. 42. Поперечный разрез и план арочного покрытия

Кровля из оцинкованной стали; Плиты покрытия размером 1,5 ´ 5 м с минераловатным утеплителем; Гнутоклееная арка 240 ´ 1344

Арка постоянного прямоугольного сечения, пролет l = 60 м, стрела подъема f = 11 м > l/6 при шаге 6 м, опоры железобетонные (рис. 42). Район строительства III по снеговой нагрузке.

Ограждающая часть покрытия состоит из утепленных плит размером 1,5 ´ 6 м, укладываемых непосредственно на арки. По плитам устраивается кровля из оцинкованной стали.

Устойчивость арок из плоскости обеспечивается продольными деревянными ребрами плит и стальными диагональными тяжами, которые расположены и торцах здания и через 24 м вдоль здания, образуя поперечные связевые фермы. Продольные ребра плит прикреплены к верхним граням арок, а в коньке и пятах полуарок поставлены продольные элементы с упором в боковые грани арок.





Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 10; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.166.231.176
Генерация страницы за: 0.1 сек.