Расчет опорной плиты

Консольные свесы «с» принимаем длиной 60 мм, необходимые для размещения анкерных болтов, диаметр которых принимаем 20 мм.

Требуемая площадь опорной плиты рассчитывается из условия работы на смятие материала нижележащей конструкции (обвязочного бруса) от действия реактивного давления, равного :

;

где – расчетное сопротивление древесины смятию поперек волокон с учетом породы древесины, условий эксплуатации и класса ответственности здания по таблицам Приложения.

МПа = 0,253 кН/ ;

Максимальный изгибающий момент на опоре вычисляется по формуле:

M = кН/см;

На предварительном этапе, при отсутствии окончательной проработки узла, значение линейной нагрузки q можно принять равной 0.3 кН/см.

Требуемая толщина плиты определяется по формуле:

см;

Расчет крепления затяжки к фасонкам

Длины угловых сварных швов, соединяющих элементы затяжки с боковыми фасонками, рассчитываются на действие распора по нормам проектирования стальных конструкций:

• по металлу шва см;

• по границе сплавления ;

где –коэффициенты, учитывающие условия сварки. При ручной и полуавтоматической сварке первый коэффициент принимается 0.7, второй – 1.0;

– катет шва, см.

Минимальный катет сварного шва принимается в зависимости от типа сварки и толщины более толстого из свариваемых элементов.

– коэффициенты условий работы шва и элементов

конструкций принимаются равными 1.0;

– расчетное сопротивление металла шва и зоны сплавления принимается по Приложению (табл.14,15). Для стали С245

=16.5 кН/см;

Для электрода марки Э42А (ГОСТ 9467-75) =18.0 кН/см.

Расчет крепления арки к опорному башмаку

Количество нагелей (шпилек) для крепления арки к боковым фасонкам устанавливается из расчета на действие максимальной поперечной силы Q в опорном узле:

Q = кН;

где – максимальное значение опорной реакции, кН;

–максимальное значение распора, кН;

α –угол наклона оси арки треугольного очертания;

Максимальные значения опорных реакций и берем из статического расчета арки.

Предварительно задаемся диаметром нагелей = 20 мм = 2 см;

Требуемое количество двухсрезных нагелей (шпилек) из условия работы на изгиб определяется по формуле:

n = ,

где – коэффициент, учитывающий смятие древесины поперек

волокон;

, – коэффициенты, учитывающие породу древесины и

условия эксплуатации.

Расчетное количество нагелей увеличиваю на 20%, чтобы учесть влияние дополнительного изгибающего момента от внецентренного приложения поперечной силы относительно центра нагельного соединения.

n = 2 шт.

Конструирование и расчет коньковых узлов

Конструкция коньковых узлов арочных конструкций также зависит от пролета конструкций. При пролетах до 30 м коньковый узел обычно решается простым лобовым упором с закреплением полуарок между собой деревянными накладками на нагелях. В данном случае продольная сила воспринимается лобовым упором.

Высота лобового упора устанавливается из условия создания расчетного эксцентриситета аналогично опорному узлу. В моем случае решение узла без эксцентриситета, значит геометрическая и расчетная оси совпадают:

см;

Длина накладок должна быть не менее 2.5 высоты поперечного сечения арки: см;

Шириной сечения накладок b_н следует задаться в пределах 2/3 ширины поперечного сечения арки и скорректировать ее в соответствии с сортаментом по ГОСТ 24454-80.

= cм;

Принимаю мм.

Диаметром шпилек принимаю 16 мм. Из условия размещения нагелей (шпилек) необходимо установить расстояние между рядами шпилек e ₁ и e ₂ . Шпильки, устанавливаются, как правило, в два ряда с каждой стороны стыка и по две в ряду. При этом расстояние от края накладки до первого ряда шпилек следует принять 7d, между средними рядами шпилек е₁ =14d.

е₁ =14d=14*16=224 мм;

е₂ =7d = 112 мм;

Требуемая высота сечения накладок h _н определяется из условия их работы на изгиб по формуле от действия поперечной силы:

Q = кН;

где – погонная снеговая нагрузка;

L – пролет арки.

см;

где М = кН*см;

– расчетное сопротивление древесины изгибу принимается в зависимости от ширины поперечного сечения накладки, породы древесины, условий эксплуатации и класса ответственности здания.

При этом должно выполняться условие h _н ≥ 9.5d=9,5*1,6=15,2 см.

Принимаем h_н = 175 мм. Высота поперечного сечения накладок должна быть увязана с сортаментом пиломатериала по ГОСТ 24454-80.

Достаточность принятого количества шпилек и их диаметр, проверяются по формулам:

≤ ;

≤ 16,88 кН;

≤ ;

.

где R₁ и R₂–усилия, приходящиеся на первый и второй ряд шпилек;

- минимальное значение несущей способности одного среза нагеля (шпильки);

- количество срезов;

- количество шпилек в ряду.

Минимальное значение несущей способности одного среза шпильки:

1. из условия смятия древесины арки :

* *

кН;

2. из условия смятия древесины накладок шириной :

0,8* * *

кН;

3. из условия работы шпилек на изгиб :

Т_и = (1,8*d² + 0,02* )* ≤ 2,5*

Т_и = (1,8* )* кН;

где при определении коэффициента следует рассматривать наибольшее значения угла α.