пояснительная записка ДКиП. Металлодеревянная ферма с разрезным верхним поясом
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
Треугольная металлодеревянная ферма с разрезным верхним поясом ПГАТУ, Сбу-2016-2009 КР-2019- КДиП Стадия Лист Дата Подп. №док. Лист Кол.уч. Изм. Листов                             Содержание 4. Статический расчет фермы 6 6. Конструирование и расчет узлов 14 7. Список используемой литературы 17 1. Исходные данные Уровень ответственности здания – 2 Здание неотапливаемое Снеговой район – V (г.Пермь) Класс условий эксплуатации – 1 Пролет здания – 30м Шаг несущих конструкций –6 Ограждающие конструкции покрытия – стальной профнастил Материалы: - древесина – сосна, 2 сорт - марка стали С245 - клей ФРФ-50 2. Геометрический расчет фермы  Рис.1 Геометрическая схема фермы
L= 30000мм.
f = L/6 = 30000/6 = 5000мм.
l1 = L/6 = 30000/6 =5000мм. Угол наклона верхнего пояса к горизонту: tgα= 2·f/L = 2·6000/30000; α= 18,43°
l2 = L/6cosα = 30000/6·cos18,43° = 1320мм.
CN = f/3 = 6000/3 =2000мм DM = 2f/3 = 2·6000/3 = 4000мм
CM =  DL = 
α1= 18,43° α2= 18,43° 3. Расчет прогона покрытия Сбор нагрузок на прогон, кН/м2. Табл.1
Погонные нагрузки: Расчетный пролет прогона:  Максимальный изгибающий момент:  Составляющие изгибающего момента относительно главных осей сечения:    Задаемся отношением сторон поперечного сечения прогона:  Требуемый момент сопротивления сечения:  Требуемая высота сечения:  Требуемая ширина сечения:  Принимаем брус сечением b×h = 40,0 ×24,0см, для которого:   Проверяем нормальное напряжение:  Проверяем касательное напряжение:  Находим составляющие прогиба:   Полный прогиб прогона:  4. Статический расчет фермыСбор нагрузок на ферму, кН/м2. Таблица 2
Погонные нагрузки:   Условные сосредоточенные грузы в узлах фермы: - от снеговой нагрузки на полупролете: Р1 = Р4 = 8,19·(3/2) = 12,29кН Р2 = Р3 = 8,19·3 = 24,57кН RA = 3·S·l/8 = 3·8,19·12/8 = 36,86кН RB = S·l/8 = 8,19·12/8 = 12,28кН Проверка: RA +RB--S·l/2=0 36,8+12,29-8,19·12/2=0 Усилия в стержнях фермы Таблица 3
Подбор сечения панелей верхнего пояса Горизонтальные проекции каждой панели верхнего пояса рассматриваем как однопролетные балки с соответствующей схемой загружения. Кроме продольных усилий в панелях возникают изгибающие моменты и поперечные силы. В качестве расчетной рассматриваем приопорную панель верхнего пояса АС при действии снеговой нагрузки на всем пролете. Предварительный подбор сечения ведем с учетом продольного усилия: N = 218кН. Ширину сечения пояса принимаем b = 14см из досок шириной 15см после фрезерования. Требуемая площадь сечения:  0,7 – коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента и прогиба стержня; Rс = 1,5кН/см2 – расчетное сопротивление древесины хвойных пород 2 сорта при ширине сечения b > 13см с учетом mв = 1 и mсл = 1; Требуемая высота сечения:  Принимаем верхний пояс в виде клееного разрезного бруса прямоугольного сечения: 14×33см, где высота скомпонована из 10 слоев досок толщиной 3,3см, после фрезерования из досок сечением 4×15см. Площадь сечения верхнего пояса: F = 33·14 = 462см2 Момент сопротивления:  Момент инерции сечения:  Балочный момент:  Эксцентриситет усилия:  Предварительно принимаем ξ = 0,6, тогда:  Поперечная сила:  Проверка сечения верхнего пояса по нормальным напряжениям на действие максимальной продольной силы     Гибкость:      Определяем расчетный момент в верхнем поясе:    Проверка на действие минимальной продольной силы N = -131кН     Проверка по касательным напряжениям    Rск = 0,15кН/см2 – расчетное сопротивление древесины при изгибе клееных элементов.  Проверка устойчивости плоской формы деформирования Для обеспечения устойчивости плоской формы деформирования верхний пояс раскрепляем поперечными связями через 1,5м.  N = -218кН 29,33кН·м = 1,5кН/см2 = 462см2 = 2541см3 n = 2  Гибкость:     Устойчивость плоской формы деформирования обеспечена. Подбор сечения нижнего пояса Нижний пояс проектируем в виде парных равнополочных уголков. Требуемая площадь сечения одного уголка:  N = 202кН – максимальная продольная сила в нижнем поясе. = 0,95 – коэффициент условий работы. = 24,5кН/см2 – расчетное сопротивление стали С245. n = 2 – количество уголков.  По сортаменту ГОСТ 8509–93 подбираем 2 уголка L70×5 с площадью сечения 6,86см2. Подбор сечения раскоса В качестве расчетного принимаем раскос DL, длина раскоса l0 = 360,6см. Раскос выполняется из клееного бруса такой же ширины, как и верхний пояс фермы, 14см. Для раскоса используем 6 досок толщиной 33мм, тогда его общая высота составит: h = 6·3,3 = 19,8см  N = -26кН – максимальная продольная сила в раскосе. Площадь поперечного сечения раскоса: F = 14·19,8 = 277,2см2 Гибкости элемента:   Максимальная гибкость  , Принятое сечение раскоса удовлетворяет условию прочности. Подбор сечения стоек Стойки выполняются из арматурной стали. Требуемая площадь одного арматурного стержня:  N– максимальная продольная сила в стойке. 0,8 – коэффициент, учитывающий ослабление стержня резьбой. R = 22,5кН/см2 – расчетное сопротивление арматуры. Максимальная продольная сила: N = 17кН.  По сортаменту принимаем стержень диаметром 16мм с площадью поперечного сечения 2,011см2. 6. Конструирование и расчет узловПроверка напряжений смятия в торце верхнего пояса От сминающей продольной силы N = 218кН Высота опорной площади торца:  Площадь смятия:  Напряжения смятия:  Условие выполняется. Толщина упорной диафрагмы Ширина упорной диафрагмы равна ширине верхнего пояса фермы, 14см. Диафрагму рассчитываем на изгиб от давления торца верхнего пояса как балку с пролетом равным расстоянию между боковыми фасонками. Выделяем расчетную полосу шириной 1см. Погонная нагрузка: q = 0,68·1см = 0,68кН/см Требуемая толщина диафрагмы:  Требуемый момент сопротивления сечения:   = 24,5кН/см2 – расчетное сопротивление стали С245.   Принимаем диафрагму толщиной 2см. Расчет болтов, прикрепляющих верхний пояс к фасонкам Принимаем болты диаметром 20мм. Болты симметричные друхсрезные. Определяем коэффициент kα с учетом смятия поперек волокон под углом 90°. Для металлических болтов диаметром 20мм kα = 0,55. Количество болтов определяем из условия восприятия поперечной силы. Величина поперечной силы Q = 17,34кН. Несущая способность болта из условия изгиба нагеля:  Несущая способность болта из условия смятия древесины в среднем элементе:  Определяем количество болтов по формуле:  Принимаем 2 болта. Коньковый узел Коньковый узел решается при помощи сварного симметричного вкладыша Δ формы. Расчет лобового упора верхнего пояса не требуется, т.к. его площадь имеет те же размеры, что и в опорном узле, а сжимающая сила меньше. Парные деревянные накладки крепятся конструктивно болтами Ø16мм. Толщина накладки принимается 0,5×b = 0,5×14 = 7см. Промежуточные узлы верхнего пояса Узлы решены с помощью стальных элементов, позволяющих воспринимать усилия сжатых раскосов и растянутых стоек. Сжатые раскосы крепятся к узлам с помощью лобовых упоров и конструктивных болтов, а растянутые стойки на концах-гайками и контргайками. Проверка торца сжатого раскоса на смятие Наибольшее продольное усилие: N = -26кН Требуемая площадь смятия:  Принятые размеры сечения 14×19,8см обеспечивает площадь смятия больше требуемой F = 14×19,8см = 277,2см2 > 17,33см2. 7. Список используемой литературы
Третьякова Проверил У 1 Обухов Выполнил Взам. инв. № Подп. и дата Инв. № подл. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
