Розрахунок вузлів рами

Розрахунок опорного вузла

Перевіряємо напруження сколювання в клеєвому шві:

мПа ,

тут

Умова виконується. Запас міцності 21,5%.

Визначаємо висоту упорної пластини.

За умов зминання стойки упоперек волокон:

м

Приймаємо h_пл=0,22м і визначаємо товщину пластини, яка працює на згин як балка на двох опорах.

Обчислюємо

кНм м³

Потрібна товщина:

м

Приймаємо t_пл =12мм

Бокові пластини приймаємо такої ж товщини і визначаємо висоту бокових пластин.

За умовами міцності на розтяг зі згином:

Відповідно до складових формули:

м

Приймаємо висоту пластини h_пл=220 мм

Розміри опорної плити приймаємо відповідно до розмірів опорного перерізу рами і розмірів пластин b_оп x h_оп = 0,21х 0,6 м. Момент опору :

м³

Розтягуючи напруження під опорною плитою які сприймаються анкерними болтами:

кПа

Анкерні болти розраховуються на розтяг і зріз. У випадку від’ємного значення напружень виконується тільки розрахунок на зріз.

Приймаємо клас бетону для фундаментів -В15 (R_b=11,5 мПа), і розраховуємо граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону [3, (69)]:

= 0,66 ,

тут σ_sc,u =500 мПА для умов роботи при тривалому навантаженні,

=0,85 – 0,008·11,5= 0,76 ( – для важкого бетону).

Приймаємо розрахункову висоту перерізу опорної плити:

=0,6 – 0,1=0,5 м

Гранична висота стиснутої зони:

=0,5·0,76=0,38 м

Ексцентриситет навантаження:

=(0,5 – 0,38/2) – 106,57·0,22/(2·103,22)=0,196 м

Розтягуючи зусилля в одному анкері:

=16,32 кН

Зусилля зрізу:

кН

Потрібна площа перерізу анкерного болта з умов розтягу:

см²

Потрібна площа перерізу анкерного болта з умов зрізу:

см2

Приймаємо анкерні болти діаметром 20 мм, А_b =3,14 см².

Розрахунок вузла гребня.

Перевіряємо міцність упорних ділянок рами на зминання під кутом 2=15⁰ .

тут мПа,

Умова міцності забезпечується.

Визначаємо розміри накладок.

Конструктивно приймаємо ширину накладок рівною ширині рами b_{накладки}=0,08м. Для кріплення накладок приймаємо по 3 болти d=12мм на кожну полураму. Відповідно до цього відстань від упорної грані полурами до центру болта дорівнює S1=7d=7·12=84мм. Згинаючий момент від поперечної сили при односторонньому сніговому навантаженні: M=Q7·S1=25,8·0,084=2,2кНм.

Потрібна висота перерізу накладок із умов міцності:

м.

Висота перерізу із конструктивних вимог дорівнює:

h_{накладки} =S2+2·S3=3,5d +2·3d =3,5·0,012+6·0,012=0,114м.

Приймаємо висоту перерізу накладок в середній частині h1_{накладки}=0,12м і по краям h2_{накладки}=0,08м. Визначаємо максимально можливу довжину накладок:

м

Приймаємо l_{накладки} =4,32м

Відстань між болтами в повздовжньому напрямку:

м

Зусилля в першому від упорної грані болті

кН

Зусилля в другому від упорної грані болті

кН

Визначаємо несучу здатність болта

-з умов зминання деревини рами

T_{зм р} =20,5bd k_αm_пm_в/_n =20,5161,20,711/0,95= 14,1 кН;

-з умов зминання деревини накладок

T_{зм н} =20,8b_{накладки}d k_αm_пm_в/_n =20,881,20,711/0,95= 11,3 кН

-з умов згину нагеля (не більше 2,5d² )

T _зг =2(1,8d² +0,08 b² _{накладки} )k_αm_пm_в/_n =

= 2 (1,81,2² +0,088² ) 0,711/0,95= 12,6 кН;

T_зг =22,5d²k_αm_пm_в/_n = 22,51,2² 0,711/0,95= 5,9 кН;

тут k_α=0,7 відповідно до_____________________

Приймаємо мінімальне значення

T_роз= T_min= 5,9 кН

Перевіряємо несучу здатність болтового з’єднання T_роз >N_болта :

T_роз <N1_болта =13,4 кН T_роз >N2_болта =1кН

Умова не виконується, збільшуємо діаметр болта d=30мм.

Відстань від упорної грані полурами до центру болта дорівнює S1=7d=7·30=210 мм. Згинаючий момент від поперечної сили при односторонньому сніговому навантаженні: M=Q7·S1=25,8·0,21=5,42 кНм.

Потрібна висота перерізу накладок із умов міцності:

м .

Висота перерізу із конструктивних вимог дорівнює:

h_{накладки} =S2+2·S3=3,5d +2·3d =3,5·0,03+6·0,03=0,285м.

Приймаємо висоту перерізу накладок в середній частині h1_{накладки}=0,29м і по краям h2_{накладки}=0,285м. Визначаємо максимально можливу довжину накладок:

м

Приймаємо l_{накладки} =2,6м

Відстань між болтами в повздовжньому напрямку

м

Зусилля в першому від упорної грані болті

кН

Зусилля в другому від упорної грані болті

кН

Визначаємо несучу здатність болта

-з умов зминання деревини рами

T_{зм р} =20,5bd k_αm_пm_в/_n =20,51630,511/0,95= 25,26 кН;

-з умов зминання деревини накладок

T_{зм н} =20,8b_{накладки}d k_αm_пm_в/_n =20,8830,511/0,95= 20,21 кН

-з умов згину нагеля (не більше 2,5d² )

T _зг =2(1,8d² +0,08 b² _{накладки} )k_αm_пm_в/_n =

= 2 (1,83² +0,088² ) 0,511/0,95= 30,9 кН;

T_зг =22,5d²k_αm_пm_в/_n = 22,53² 0,511/0,95=32,65кН;

тут k_α=0,5 відповідно до_____________________

Приймаємо мінімальне значення

T_роз= T_min= 20,21кН

Перевіряємо несучу здатність болтового з’єднання T_роз >N_болта :

T_роз >N1_болта =15,9 кН T_роз >N2_болта =6,1 кН

Умова виконується. Остаточно приймаємо болти d=30 мм.