3. Расчет узлов рамы

3.1Расчет конькового узла.

Коньковый узел рассчитывается на поперечную силу от односторонней снеговой нагрузки:

где S – расчетная нагрузка от веса снегового покрова на 1 пог. м ригеля рамы, определяется по формуле:

S = S₀ μ B

здесь S₀ – нормативная снеговая нагрузка на 1 м² горизонтальной поверхности:

S₀ = 1 кН/м²;

μ = 1 – см. Приложение 3 [2];

B – шаг рам, B = 3 м;

S =1∙1∙3= 3 кН/м

ℓ – пролет рамы, ℓ = 24 м;

Принимаем диаметр болтов, скрепляющих ригели рамы через накладки, 20 мм.

Накладка рассчитывается как балка.

Согласно п.5.18 [1] расстояния между осями болтов вдоль волокон древесины S₁, поперек волокон S₂ и от кромки элемента S₃:

S₁ = 7d = 7∙2 = 14 см

S₂ = 3,5d = 3,5∙2 = 7 см

S₃ = 3d = 3∙2 = 6 см

Рис.8. Расчетная схема накладки

Количество болтов в одном ряду определяется по формуле:

где n_c – количество плоскостей среза, n_c = 2;

[T]_б,min – минимальная несущая способность одного болта, принимается согласно п.5.13 [1]:

1) Несущая способность на смятие древесины среднего элемента под углом α:

T_c = 0,5 c d k_α

здесь c – толщина среднего элемента, c = 20 см;

d – диаметр болта, d = 2 см;

k_α – коэффициент, определяемый по табл. 19 [1]: k_α = 0,45

T_c = 0,5∙20∙2∙0,45 = 9 кН

2) Несущая способность на смятие древесины крайнего элемента под углом α:

T_a = 0,8 a d k_α

здесь a – толщина крайнего элемента, a = 7,5 см;

T_a = 0,8∙7,5∙2∙0,45 = 5,4 кН

3) Несущая способность болта на изгиб:

Несущая способность болта на изгиб не должна превышать величины:

Количество болтов в первом ряду:

Принимаем 2 болта.

Количество болтов во втором ряду:

Принимаем 1 болта.

3.3 Расчет опорного узла.

Опорный узел ввиду относительно небольших усилий выполняют в виде простейших лобовых упоров с накладками на болтах или металлических башмаков.

Рис. 7. Опорный узел рамы

1) Проверка на смятие вдоль волокон выполняется по формуле:

где N – усилие в стойке рамы, N = 62,83 кН;

F_см – площадь смятия:

F_см = b a = 20∙50 = 1000 см²;

R_см – расчетное сопротивление древесины смятию вдоль волокон, определяется по табл. 3 [СНиП]:

R_см = 1,5 кН/см²;

<

Прочность на смятие вдоль волокон торца стойки выполняется.

2) Проверка на скалывание торца стойки от действия распора выполняется по формуле:

где H – распор в раме от действия вертикальной нагрузки, H = 30,3 кН;

– статический момент инерции сечения брутто:

J_бр – момент инерции сечения брутто:

R_ск – расчетное сопротивление древесины скалыванию, определяется по табл. 3 [СНиП]:

R_ск = 0,07 кН/см²

<

Прочность опорного узла на скалывание силой распора обеспечена.

Уголки, фиксирующие стойку поперечной рамы, принимаются из условия расположения болтов. Согласно табл. 39 [Стальные конструкции]: минимальные расстояния от центра болта до края уголка должны быть не менее 1,5d = 1,5∙16 = 24 мм.

Для обеспечения удобства монтажа принимаем уголок L160x12.

3) проверка на смятие поперек волокон

4)Изгиб опорной пластины

; -для стали С-235

;

-принимаем толщину ребра 12мм.