Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
коньковый узел.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.27 Mб
Скачать

2 Расчет и конструирование рамы

Трехшарнирные гнутоклееные рамы заводского изготовления являются одним из основных видов деревянных рам. Рама состоит из двух г-образных полурам, изогнутых при изготовлении. Сечение рамы выполняется прямоугольным, высота сечения переменная, что достигается уменьшением числа досок в пакете с внутренней стороны. Изменение высоты может проходить плавно и ступенчато.

Достоинство этих рам заключается в том, что она состоит из двух элементов, которые соединяются всего тремя шарнирными узлами. Это приводит к минимальному времени и трудоемкости при обработке и установке. Переменная высота сечения (max – в зоне выгиба, min – в узлах, где отсутствует момент) позволяет экономить древесину и рационально использовать её прочность.

Недостатками этих рам являются заключаются в более трудоемком изготовлении, а также расчетное сопротивление изгибу уменьшается, т.к. учитывается коэффициент .

2.1 Геометрический расчет

рис. 6 – Геометрическая схема рамы

Радиус кривизны гнутых участков гнутоклееной рамы рекомендуется принимать близким к наименее допускаемому, равному , где – толщина склеиваемых досок. При . Увеличение этого радиуса нерационально, так как уменьшается внутренний объем помещения. Центральный угол оси выгиба ; угол наклона касательной оси середины выгиба к осям стойки и ригеля ; ; координаты характерных точек оси полурамы: начало выгиба .

Середина выгиба полурамы:

Конец выгиба полурамы:

Длина оси выгиба:

где:

– пролет здания (по заданию).

2.2 Определение нагрузок на раму

На раму действуют следующие нагрузки:

– нагрузка от собственного веса покрытия и рамы;

– снеговая нагрузка в соответствии со снеговым районом;

– ветровая нагрузка, определяемая в соответствии с ветровым районом (на наветренную и заветренную стойки, на полуригель рамы).

Все нагрузки рассматриваются в соответствии с коэффициентами надежности.

Собственный вес рамы определяется по формуле (1.1) [1]:

где:

– постоянная нормативная нагрузка от покрытия;

– полное нормативное значение снеговой нагрузки;

– расчетный пролет;

– коэффициент собственного веса конструкции, определяемый по табл. 1.4 [1].

Таблица 2 – Нагрузки, действующие на раму

Наименование нагрузок

Нормативная нагрузка

кН/м2

Коэффициент надёжности

по нагрузке

Расчётная нагрузка

кН/м2

Постоянная:

Покрытие (из таблицы сбора нагрузок на плиту)

0,729

0,817

Собственный вес рамы

0,263

1,1

0,289

Временная:

Снеговая нагрузка

(таблица 4 [3]) приложение 3 [3]:

1 вариант:

2 вариант:

1,2

0,9

1,5

1,6

1,6

1,6

1,92

1,44

2,4

Ветровая нагрузка

;

0,092

1,4

0,1288

;

0,1196

1,4

0,1674

;

0,1306

1,4

0,1828

;

-0,041

1,4

-0,057

;

-0,079

1,4

-0,111

;

-0,065

1,4

-0,091

;

-0,060

1,4

-0,084

;

-0,046

1,4

-0,064

рис. 7 – Определение аэродинамических коэффициентов

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте над поверхностью земли следует определять по формуле (6) [3]:

где:

– нормативное значение ветрового давления (по табл. 5 [3]);

– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (по табл. 6 [3]);

– аэродинамический коэффициент (определяется по п. 6.6. [3]).

Город Вилейка находится в I ветровом районе, для которого нормативное значение ветрового давления (по табл. 5 [3]).

Коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте для: 5м – 0,5; 10м – 0,65; 20м – 0,85; 40м – 1,1.

– для наветренной стойки при ;

– для наветренной стойки при ;

– для наветренной стойки при ;

– для подветренного полуригеля при ;

– для подветренного полуригеля при ;

– для подветренной стойки при ;

– для подветренной стойки при ;

– для подветренной стойки при ;

Нагрузки действующие на 1м рамы:

– постоянная:

– снеговая:

– ветровая:

Для рамы рассматриваются следующие схемы нагружения:

а) постоянная и временная снеговая (вариант 1) на всем пролете;

б) постоянная и временная снеговая (вариант 2) на всем пролете;

в) постоянная на всем пролете и временная снеговая (вариант 2) на ½ пролета;

г) постоянная и временные (снеговая и ветровая) на всем пролете.

рис. 8 – Схемы нагружения рамы

Расчет рамы производим при помощи программного комплекса RADUGA. Рассматриваем схемы нагружения постоянной и временными нагрузками и находим наихудший вариант нагружения. Таковым будет являться постоянная и временная снеговая (вариант 2) на всем пролете. К этому варианту добавляем ветровую нагрузку, приложенную к контуру рамы. Находим максимальное значение изгибающего момента и соответствующее ему значение продольной силы в данном сечении, которые будут участвовать в дальнейших расчетах.

рис. 8 – Расчетная схема рамы

рис. 9 – Эпюра изгибающих моментов от совместного действия постоянной, временной снеговой (вариант 2) и ветровой нагрузок на всем пролете

рис. 10 – Эпюра продольных усилий от совместного действия постоянной, временной снеговой (вариант 2) и ветровой нагрузок на всем пролете

Таблица 3 – Усилия в стержнях для расчета карнизного сечения

Таблица 4 – Усилия в стержнях для расчета опорного сечения

Таблица 4 – Усилия в стержнях для расчета конькового сечения