144914 (620796), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Вывод: Устойчивость обеспечена.

Проверяем устойчивость арки из плоскости:

где

Таким образом, принятое сечение арки удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости.

1. Расчет затяжки

Максимальное усилие в затяжке

Н=113,925+347,288=461,213 кН.

Затяжка выполнена из двух стальных уголков марки ВСт3пс6-1.

Требуемая площадь уголков

а одного уголка

Принимаем уголок 90x90x7 (F=12,28 см² > 11,3 см²).

4.3 Расчет узлов

Опорный узел.

Расчетные усилия: N=530,829 кН, Q=58,8 кН.

Конструкцию опорного узла принимаем с валиковым шарниром. Материал шарнира- сталь марки 10Г2С1 (R_y=310 МПа).

Рис.4 – схема опорного узла.

Расчет валикового шарнира на изгиб и упорных пластин на смятие производим на равнодействующую усилий N и Q в шарнире:

Принимая расстояние между упорными пластинками в арке , находим величину изгибающего момента в валике:

Требуемый момент сопротивления валика

;

Принимаем валик диаметром d=75 мм. (W=41,4 см³ > 41,29 см³).

Проверяем валик на срез по формуле

.

Принятый валик удовлетворяет требованиям прочности.

Толщину упорных пластин принимаем из условия смятия. Общая толщина пластин в арке и опорном башмаке должна быть не менее

Принимаем толщину пластин в арке равной 16 мм., а в опорном башмаке- 32 мм.

Торец арки проверяем на смятие. Величина напряжений смятия при действии расчетной продольной силы не должна превышать расчетного сопротивления смятию (R_СМ=14 МПа). Усилие от шарнира передается на башмак длиной l_б=600 мм. через гнутый швеллерный профиль двумя боковыми ребрами.

Площадь смятия торца арки под швеллером

Условие прочности

Прочность обеспечена.

На болты, присоединяющие оголовок, действуют усилия N_б, вызываемые поперечной силой:

.

Необходимый диаметр болта определяем, исходя из его несущей способности, по изгибу:

.

При n=2 (два болта) имеем

.

Принимаем конструктивно два болта d=16 мм.

Упорную плиту башмака рассчитываем как балку на опорах, загруженную в середине пролета силой N. Максимальный изгибающий момент в такой балке

где l₁=120 мм.- расстояние между боковыми пластинами опорного башмака.

Принимая ширину плиты b₁=400 мм., находим требуемую толщину по формуле

.

Принимаем толщину плиты равной 34 мм.

Размеры опорной плиты башмака назначаем из условия смятия опорной деревянной подушки под действием максимальной опорной реакции: A=263,55 кН, т.е.

.

Принимая B=240 мм., найдем, что

.

Принимаем L=400 мм. Толщина опорной плиты назначают из условия работы ее на изгиб. Опасными являются консольные участки для которых изгибающий момент

.

Толщина опорной плиты должна быть не менее

.

Принимаем . Сварные швы, соединяющие детали узла между собой, рассчитываются в соответствии с требованиями СНиП II-23-81^*. Нормы проектирования. Стальные конструкции.

Коньковый узел.

Коньковый узел в целях унификации выполняем аналогично опорному, т.е. тоже с применением валикового шарнира. Усилия: в узле N=461,213 кН, Q=49,612 кН.

Расчет валикового шарнира на изгиб и упорных пластин на смятие производим на равнодействующую усилий N и Q в шарнире:

Рис.5 – схема конькового узла.

Принимая расстояние между упорными пластинками в арке , находим величину изгибающего момента в валике:

Требуемый момент сопротивления валика

;

Принимаем валик диаметром d=75 мм. (W=41,4 см³ > 35,9 см³).

Проверяем валик на срез по формуле

.

Принятый валик удовлетворяет требованиям прочности.

Толщину упорных пластин принимаем из условия смятия. Общая толщина пластин в арке и опорном башмаке должна быть не менее

Принимаем толщину пластин в левой полуарке равной 14 мм., а в правой- 28 мм.

Торец арки проверяем на смятие. Величина напряжений смятия при действии расчетной продольной силы не должна превышать расчетного сопротивления смятию (R_СМ=14 МПа). Усилие от шарнира передается на башмак длиной l_б=600 мм. через гнутый швеллерный профиль двумя боковыми ребрами.

Площадь смятия торца арки под швеллером

Условие прочности

Прочность обеспечена.

На болты, присоединяющие оголовок, действуют усилия N_б, вызываемые поперечной силой:

.

Необходимый диаметр болта определяем, исходя из его несущей способности, по изгибу:

.

При n=2 (два болта) имеем

.

Принимаем конструктивно два болта d=16 мм.

5. Расчет стойки

В целях унификации принимаем для стойки те же доски что использовались для проектирования арки =42 мм. и шириной 192 мм. (что соответствует не строганным стандартным доскам 200x50 мм.). Задаемся высотой сечения в пределах . В соответствии с этими размерами принимаем 24 доски =42 мм., итого .

Рис.6 – сечение колонны.

Расчет рамы будем производить по схеме приведенной на рис.7

Рис.7 – расчетная схема рамы.

Для расчета найдем усилия M,N,Q, для этого найдем горизонтальные составляющие ветровой нагрузки W и W^/.

Горизонтальные составляющие:

,

.

Вертикальные составляющие:

,

.

Усилие N будет представлять собой сумму усилий от постоянной нагрузки =198,45 Кн, снеговой нагрузки =65,1 кН и собственного веса колонны .

.

Находим значение ветровой нагрузки действующей на колонну:

• слева ;

• справа .

Находим усилие, передающееся на стойку

, где

;

.

Находим значения моментов и поперечных сил в правой и левой стойках. Расчет будем производить по схеме показанной на рисунке 9:

Рис.9 – расчетная схема стойки.

–левая стойка

;

.

–правая стойка

;

.

Геометрические характеристики для принятого сечения

Площадь сечения ;

Момент сопротивления ;

Момент инерции ;

Радиус инерции ;

Гибкость .

Проверка прочности сечений.

Проверяем прочность наиболее нагруженного сечения (с максимальным изгибающим моментом) т.е. сечения на опоре, где M=143,63 кН м, N=280,65 кН.

Находим значение коэффициента , для чего сначала подсчитываем коэффициент по формуле

Проверяем прочность сечения по формуле

Вывод: Прочность сечения обеспечена.

Проверяем клеевые швы на скалывание:

Вывод: Прочность клеевых швов на скалывание обеспечена.

Проверяем устойчивость стойки в плоскости рамы

Проверку устойчивости будем производить на момент M=143,63 кН/м и продольную силу N=280,65кН по схеме приведенной на рис.10.

Рис.10 – расчетная схема стойки.

Подсчитываем коэффициенты:

при гибкости

(коэффициент k_ф принят равным 2,45).

Находим

Проверяем устойчивость арки

Вывод: Устойчивость стойки в плоскости рамы обеспечена.

Проверяем устойчивость арки из плоскости:

Проверку устойчивости будем производить продольную силу N=280,65 кН по схеме приведенной на рис.11.

Рис.11 – расчетная схема стойки

Находим необходимые характеристики:

момент инерции

радиус инерции

гибкость

коэффициент продольного изгиба

Вывод: Прочность стойки из плоскости рамы обеспечена.

Крепление стойки к фундаменту

Принимаем жесткий узел крепления стойки к фундаменту с помощью анкерных болтов (рис.12 ).

Расчет производим на продольную силу N=280,65 кН. и момент М=143,63 кН*м.

Находим ,

где

Рис.12 – крепление стойки к фундаменту.

Проверяем прочность торца колонны на смятие:

.

Принимаем под фундамент бетон класса В 15 c R_c=11 МПа.

Находим требуемую площадь сечения анкера

.

Принимаем анкерный болт диаметром 26 мм. ( )

Проверяем прочность анкерного соединения

.

Вывод: прочность обеспечена.

Крепление пластины принимаем на болтах.

Минимальная несущая способность одного болта 22 диаметра

,

где .

Определяем необходимое количество болтов

Принимаем 6 болтов диаметром 22 мм.

Делаем проверку .

Вывод: прочность обеспечена.

Список используемой литературы

1. Конструкции из дерева и пластмасс. 5-е изд./ Под ред. Г.Г.Карлсена и Ю.В.Слицкоухова. –М.: Стройиздат, 1985.-542 с.

2. Гринь И.М. Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник. –Киев: Будивельник, 1988.

3. Иванов В.А. и др. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования. 3-е изд. –Киев: Вища школа, 1981.

4. Индустриальные деревянные конструкции: Уч.пос. для вузов. Под ред. Слицкоухова Ю.В. –М.: Стройиздат, 1991.-251 с.

5. Светозарова Е.И., Душечкин С.А., Серов Е.Н. Конструкции из клееной древесины и водостойкой фанеры. Примеры проектирования. –Л.: Лененградский инж.- строит. ин-т, 1974.

6. Вдовин В.М. Распределение сосредоточенного давления в клеефанерных конструкциях. –В сб. Облегченные конструкции покрытий зданий. –Ростов-на-Дону: Ростовский инж.-строит. ин-т, 1979, с.16-26.

7. Хрулев В.М. Деревянные конструкции и детали: Справочник строителя. –М.: Стройиздат, 1983. –287 с.

8. СНиП П-25-80. Нормы проектирования. Деревянные конструкции. –М.: Стройиздат, 1982.-65 с.

9. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП П-25-80). –М.: Стройиздат, 1986. –215 с.

10. СНиП 2.01-07-85. Нагрузки и воздействия. –М.: Стройиздат, 1988.

Характеристики

Список файлов курсовой работы