3.1.5 Определение длины и толщины упорной плиты.
Площадь упорной плиты определяется из условия смятия древесины арки
Конструктивно, упорная плита должна быть не короче ¼ высоты сечения арки, т.е. 0,25·0,759=0,19 м
Из конструктивных соображений принимаем длину упорной плиты hуп=20 см.
Толщина плиты определяется из условия прочности на изгиб, рассматривая полосу единичной ширины bо=1. Изгибающий момент в плите:
264·103
·0,01/0,18·0,2=7,3·10-2
МН/м
Толщина плиты определяется по формуле:
Принимаем толщину плиты 14 мм.
3.1.6 Определение диаметра анкерного болта.
Диаметр анкерного болта определяется из условия среза:
Принимаем d а.б.=10 мм.
3.1.7 Определение длины сварных швов прикрепляющих проушину к упорному элементу.
Расчётная длина сварных швов прикрепляющих проушину к упорному элементу определена из условия на срез:
- по металлу шва:
- по металлу границы сплавления:
Конструктивно, принимаем сварные швы длинной по lw=150 мм равные длине проушины у упорного элемента.
кf=5 мм - катеты угловых швов согласно таблице38 [3].
γwf=γwz=1.0 - коэффициенты условий работы шва.
Rwz=0,45Run=0,45·370=166,5 МПа
Rwf=0,54Run=0,54·370=200 МПа
Run=370 МПа – временное сопротивление стали С245 разрыву.
Для свариваемой марки стали С245 соответствует тип электрода Э46. Согласно п.11.2 [3] для свариваемых элементов из стали с пределом текучести до 295 МПа для электрода марки Э46 должно выполняться условие:
1,1Rwz<Rwf<Rwz·βz/βf
1,1·166,5=183,5 МПа< 200 МПа< 166,5·1/0,7=237,5 МПа - условие выполняется.
3.2. Расчёт и конструирование ключевого шарнира арки.
За основу принимаем конструкцию башмака, состоящую из двух боковых фасонок, упорной и опорной плит, проушины для шарнирного пальца
Nкл=-122 кН
Qсоотв=42,1 кН – максимальное расчетное усилие действующее на башмак арки при наиболее неблагоприятном загружении.
Количество болтов вычисляем из выражения:
где m = 2 – количество срезов одного болта;
- расчётная несущая способность одного условного среза болта, вычисляемая по формулам табл.17 [2].
- по смятию древесины:
Тсм=0,5·с·d·ka=0,5·18·1,6·0,6= 8,64 кН
- по изгибу болта:
Ти=2,5 d2 =2,5·1,62 · = 4,96 кН
Трасч=Тmin=4,96 кН
d=16 мм - диаметр болта,
ka=k90=0,6 - согласно таблице 20 [2]
n=21,5/(4,96·2)=2,3 шт;
Принимаем 3 болтов диаметром 16 мм.
Расстановка болтов согласно п.5.18[2]
S1<7d=7d=7·16=112 мм - расстояние между осями болтов вдоль волокон элемента.
S2<3,5d=3,5·16=56 мм - расстояние между осями болтов поперек волокон элемента. S3<3d=3·16=32 мм - расстояние между осями болтов и кромкой элемента.
S≥2d=2·16=32мм – расстояние от болтов до края фасонки .
Минимальная высота фасонки для размещения на ней в один ряд четырех болтов
h0=56·3= 168мм.