Расчет центрового болта.

Требуемый диаметр центрового болта (шпильки) определим из расчета его на срез усилием N₃₄ = 152.46 кН (число срезов n_s = 2):

d > (4N _п / _с n_s R_ср )^0.5 = (4* 152.48 / 15*2 * 3.14)^0.5 = 2.61 см.

Принимаем d = 2.7 см.

Толщину крайних (рабочих) ребер вкладыша определим из расчета болтового соединения на смятие под действием равнодействующей усилий в элементах 3-4 и 4-5:

N = 2 N₃₄ sin 36.87 = 2 *152.46*sin36.87 = 182.95 кН

t_р > N _п / 2 R_см _с d = 182.95 * 0.95 /2* 37* 0.9 * 2.7 = 0.986 см.

Принимаем толщину крайних ребер вкладыша t_р = 1.0 см; толщину двух промежуточных ребер принимаем равной 0.5 см.

Конструирование и расчет фасонок.

Толщину фасонок, примыкающих к узлу растянутых раскосов 34 и 45 определим из расчета на смятие отверстий для центрового болта (диаметром 2.7 см) под действием усилия N₃₄ = N₄₅ = 152.46 кН:

2 t > N _п / R_см _с d = 154.46 /37* 2.7 = 1.55 см.

Принимаем толщину фасонок t_ф = 0.8 см.

Ширину фасонок определим из расчета на растяжение с учетом ослабления отверстием под центровой болт диаметром 3см): b_ф > (N _п /_c t_ф R_y) + 3см = (152.46* 0.95/ 2* 0.95*0.8* 21.5) + 3 = 7.43 см.

По конструктивным соображениям (по условиям обеспечения требуемых расстояний от болта до краев металлических пластин):

b_ф > 2 * 1.5 d = 8.1 см.

Принимаем ширину фасонки b_ф = 9 см.

Расчет сварных швов.

Длину сварных швов, объединяющих торцевые диафрагмы с ребрами, принимаем равной l_ш = 9.5 см с каждой стороны ребра (по аналогии с опорным узлом I).

Длину сварных швов (два шва на каждой фасонке) при соединении арматурных стержней и фасонок элементов раскосной решетки 3-4 и 4-5 определим расчетным путем:

l_ш > (N/4h_ш β_ш R_св) + 1 = (152.46/4* 0.6* 0.7* 18) + 1= 6 см.

Принимаем длину каждого из указанных швов l_ш = 6 см.

2.6.4. Промежуточный узел по нижнему поясу (узел 3)

Конструкция узла показана на рис. 8. Поскольку конструктивные параметры соединений раскосов 3-4 и 4-5 определены при расчете предыдущего узла, остается рассчитать лишь торцевое опирание стойки 2-3.

Расчетное усилие N₂₃ = 79.56 кН. Напряжения смятия (при размерах опорной пластины в плане b*l = 10*17.5 см):

σ_см = Т γ_п/ А_см γ_с= 79.56 / 175 = 0.455 кН/см < R_см = 1.5 кН/см.

Изгибающие моменты в опорной пластине определим с учетом того, что часть ее располагается частично на полках уголков нижнего пояса; ширина свободного, неподкрепленного полками, участка определяется размером а = b_п - 2b_у = 17.5-2*4.5 = 8.5 см.

Принимая одно ребро жесткости (рис. 8) получим, что "глубина" этого участка, b = 5cм; таким образом, b / a = 5 / 8.5 = 0.59, и, следовательно β = 0.08

M_max = βq a² = 0.08 * 0.455 * 8.5² = 2.63 кНсм

Требуемая толщина пластины:

t_п > (6 M _п / γ_с K_пл R_y) = (6* 2.63 * 0.95 /0.95*1.2* 22.5) = 0.76см.

Принимаем пластину толщиной 0.8 см.

Толщину ребра жесткости примем равной 1.5 см; ее высоту, h_р = 5 см, по конструктивным соображениям.

3. Проектирование колонны

Колонны являются составной частью поперечной рамы сооружения, и поэтому, усилия в этом конструктивном элементе должны быть определены лишь в результате расчета указанной, статически неопределимой, системы (рис. 9).

В состав воздействующих на раму нагрузок, включаются:

• Вертикальные нагрузки: собственная масса покрытия, стропильных ферм, колонн и панелей стенового ограждения; снеговая нагрузка; вертикальные составляющие ветрового давления.

• Горизонтальные нагрузки: ветровое давление на стеновое ограждение по длине ствола (высоте) колонны; горизонтальные составляющие ветрового давления на ригель.

• Моментные нагрузки (от эксцентричного воздействия веса навесных стеновых конструкций по отношению к геометрической оси колонны).