деревянные конструкции. Содержание Исходные данные

• Название: Содержание Исходные данные
• Дата: 07.11.2021
• Размер: 1.49 Mb.
• Имя файла: деревянные конструкции.doc
• Тип: Документы; #265191
• страница: 2 из 3

Рис.6. Опорный узел: а – конструкция узла; б – сечение траверсы
Проверяем длину подушки по скалыванию вдоль ее длины:

60,72 см < 64 см.

Подушка крепится к брусу двумя парами болтов d =20 мм.

Нижний пояс присоединяется к опорному узлу траверсой, сварен­ной из швеллера № 10 со стенкой, усиленной листом толщиной 10 мм, и листа размером 20х160 мм. Ширина листа обеспечивает требуемый размер высоты площадки смятия торца верхнего пояса (подушки), равный h = 13,3 см. Траверса рассчитывается на изгиб с расчетным пролетом, равным расстоянию между ветвями нижнего пояса l_тр = 20+2 (3,6 + 1,4) = 30 см.

Расчетный момент:

M = 134160 кгс·см.

Геометрические характеристики сечения (рис. 6): площадь сечения:

F= 10 + 10,9 + 36 = 56,9 см²,

положение центра тяжести:

z = S/F = (20,9·5,1)/56,9=1,87 см,

момент инерции сечения:

I = 22,4 + 20,9·2,98 +36·2,02 = 333,89 см ,

( 22,4 - момент инерции швеллера с листом);минимальный момент сопротивления

W = I/(h-z) = 333,89/(6,6 – 1,87) = 70,59 см .

Нормальные напряжения:

σ = М /W = 134160/70,59 = 1900,55 кгс/см² < 2100 кгс/см².

Проверяем на изгиб лист траверсы при давлении от усилия в нижнем поясе:

g = 83.85 кгс/см.

где 16 см – длина листа траверсы.

Изгибающий момент для полосы среднего участка шириной 1 см при пролете 10 см и защемленных концах

М = gl /12 = 83,85·10 / 12 = 698,75 кгс·см,

то же для консольного участка вылетом l = 3 см

М = gl /2 = 83,85·3 / 2 = 377,325 кгс·см.

Требуемая толщина плиты:

= 1,41 см .

Принимаем 2 см.

Рассчитываем сварные швы для крепления швеллера к листу. Длина траверсы 40 см. Требуемая высота шва

h = 0,32 см,

принимаем швы максимально возможной высоты l = 5 мм.

Крепление фермы к обвязочному брусу производится болтами d= 20 мм с помощью уголков 90x8 мм.
Узел нижнего пояса (рис. 4). Расчетные усилия: АД=V₁=26832кгс, ДД₁=V₂ = 16855 кгс, ВД=D₁= -6527 кгс, ДБ=D₂=10015 кгс. Фасонки в узле выполнены из листовой стали δ=10мм с отверстиями для то­ченых валиков. Элементы нижнего пояса и раскос крепятся в узле с помощью петель, диаметры которых рассчитаны выше. Расчетный пролет валиков l_В= 3,2 + δ = 4,2 см. Расчетный момент в валиках для крепления горизонтальных тяжей (по максимальному усилию)
M = V₁·l_В /4 = 26832·4,2 / 4 =28173,6 кгс·см.

Требуемый диаметр валиков
d_B= 5,12 см; принимаем d_B = 52 мм.
Проверяем принятый диаметр валика на срез:
R = 1300 кгс/см²;
на смятие фасонки:

R = 3200 кгс/см².

Аналогично подбираем валик для крепления раскоса.

l_В= 2,0 + δ = 3,0 см
M = D₂·l_В /4 = 10015·3 / 4 =7511,25 кгс·см.
d_B= 3,3 см;
принимаем d_B = 33 мм.
Проверка на срез:
R = 1300 кгс/см²;



Промежуточный_узел_нижнего_пояса'>Рис. 4. Промежуточный узел нижнего пояса
на смятие фасонки:

R = 3200 кгс/см².
Наименьшая ширина фасонок в месте ослабления отверстиями

b = d_B + =5,2 + 11,59 см.

Принимаем по конструктивным соображениям

b_ф= 2 • 1,5 • d_B= 3 • 5,2 = 15,6 см > b

Минимальная длина сварных швов h = 8 мм для крепления петель к тяжам из двух круглых стержней

l = 7,98 см. Принимаем l = 10 см.

Так как в стойке возникают только сжимающие усилия, упираем ее в уголок 125х90х8 мм, приваренный к фасонкам, и крепим двумя болтами d = 14 мм.
Промежуточный узел верхнего пояса (рис. 5). Усилия от одного элемента верхнего пояса на другой передаются лобовым упором торцов через площадки смятия, высота которых h_тр = = h- 2е= 30 – 2·8 = 14 см, что превышает требуемую. Стык в узле перекрывается двумя деревянными накладками сечением 200x75 мм длиной 72 см на болтах d= 14 мм, которые обеспечивают жесткость узла из плоскости.

Усилие от стойки передается на верхний пояс через торец упором. Накладки из брусков сечением 125x75 мм длиной 440 мм и болты d= 12 мм принимаются конструктивно.


Рис.5. Промежуточный узел верхнего пояса
Коньковый узел (рис. 6). Расчетные усилия: ВБ=О₂=27425кгс, ДБ=D₂=10015кгс. Усилия от одного элемента на другой передаются лобовым упором, через дубовый вкладыш сечением 120х120 мм длиной 200 мм. Размеры дубового вкладыша принимаются таким образом, чтобы конструкция узла обеспечивала требуемый раз­мер площадок смятия торца вкладыша – 120 мм > 112 мм, пересе­чение линий действия усилий во всех элементах в одной точке с расчет­ным эксцентриситетом е = 80 мм и размещение траверс для крепления раскосов.

Траверсы устраиваются из швеллера № 8 со стенкой, усиленной листом толщиной 8 мм, и листа размером 10x120 мм. Расчет их с определением геометрических характеристик сечения производится так же, как траверсы в опорном узле. Расчетный изгибающий момент в траверсе:

М = 36556,25кгс·см.

Геометрические характеристики сечения (рис. 6) площадь сечения:

F = 4 + 8,98 + 12 = 24,98 см ;

положение центра тяжести:

z = S/F = 13·2,69/24,98 = 1,4 см;

момент инерции сечения:

I = 12,8 + 13·1,17 + 12·1,4 = 54,12 см ,

где 12,8 см - момент инерции швеллера с листом.

Минимальный момент сопротивления

W = I/(h-z) = 54,12/(4,5-1,4) = 17,46 см .

Нормальные напряжения:

σ = М / W = 36556,25/17,46 = 2093,71 < 2100 кгс/см .

Проверяем на изгиб лист траверсы при давлении

g=D /(14·b)= 10015/(12·20)=41,73 кгс/см ,

где 12 см – длина листа траверсы.

Принимая концы защемленными, определяем изгибающий момент в полосе



Рис. 6. Коньковый узел: а) конструкция узла; б) траверса
шириной 1 см среднего участка при пролете 8 см по формуле:

М = gl /12 = 41,73·8 /12 = 222,56 кгс·см.

Требуемая толщина листа

= 0,8 см; принимаем 1 см.

Швеллер и лист свариваются между собой (шов h= 5 мм).

Лист имеет корытообразную форму и является общим для обеих траверс. К нему двумя болтами d= 12 мм крепится дубовый вкладыш и вертикальная подвеска из круглого стержня d= 12 мм.

По аналогии с опорным узлом в коньковом узле используем подуш­ки сечением 200х300 мм длиной 650 мм с врезкой их в брусья верх­него пояса на глубину 120 мм. Лист траверсы — шириной 120 мм обес­печивает необходимый размер площадки смятия торца подушки — 120 мм > / h = 112 мм.

4. Расчет и конструирование основной стойки каркаса

Для определения расчетных усилий в стойке рассматриваем двухшарнирную раму, являющуюся основной несущей конструкцией здания вертикальных и горизонтальных (ветровых) нагрузок (рис.7).

Х = ·Н·(q - q ) = ·7,5(115,2 – 86,4) = 40,5 кгс,

где q = w ·c ·γ ·B = 30·0,8·1,2·4 = 115,2 кгс/м;

q = w ·c ·γ ·B = 30·0,6·1,2·4 = 86,4 кгс/м;

c =0,8, c = 0,6 –аэродинамические коэффициенты.


Рис. 7. Расчетная схема рамы (а) и стойки (б)

Рис. 8. Составная стойка
М = q Н /2 + Н·Х = 115,2·7,5 /2 + 7,5·40,5 = 3543,75 кгс·м,

N = N +N = 9488,36 кгс,

N - опорная реакция ригеля от веса покрытия; N - опорная реакция ригеля от снеговой нагрузки.

Вариант №1.Стойку принимаем из двух брусьев сечением 200х200 мм с промежутком между ними 200 мм (рис. 8). По длине стержня поставлены 9 прокладок, соединенные с досками стойки болтами d = 12 мм.

Площадь сечения стойки

F = 2·20·20 = 800 см .

Момент инерции сечения относительно оси У, параллельной швам,

I = 346667 см .

Радиус инерции

r = 20,82 см.

Гибкость всего стержня без учета податливости соединений

λ = l / r = 1500/20,82 = 72,05,

где l = 2Н = 2·750 = 1500 см.

Расстояние между осями прокладок принято 73 см. В каждую прокладку поставлено по 4 болта. Болты расставлены в два ряда по 2 штуки в ряд. Расстояние между рядами принято s =10 см. Длина прокладки

l = 200 мм > s + 2·3d = 100 + 6· 12 = 172 мм.

Отношение:

d/a = 1,2/20 = 1/16 <1/7,

где a= 20 см – толщина более тонкого из соединяемых элементов.

Коэффициент податливости соединений:

k = = 0,14.

Число болтов, поставленных на 1 пог.м длины стойки

n = 4/0,73 = 5,48 шт.

Коэффициент приведения гибкости

μ = 1,24.

Приведенная гибкость стойки

λ = 90,

= = 10,9.

l = 73 – 10 = 63 см – расстояние между крайними рядами болтов, поставленных в соседние прокладки (свободная длина отдельной ветви). Коэффициент продольного изгиба по прил.2 [5] φ = 0,383.

Расчетное напряжение:

σ = 70,31 кгс/см < 130 кгс/см .

Коэффициент: ξ = 1 - 0,76.

W = 10666,667 см .

Гибкость стойки относительно оси Х:

= = 129,77 > 120.

Увеличиваем ширину сечения ветвей до 250 мм.

= = 103,8 < 120. φ = 0,288.

σ = 65,9 кгс/см < 130 кгс/см .