Промежуточный узел верхнего пояса.

Усилия от одного элемента верхнего пояса на другой передаются лобовым упором торцов через площадки смятия, высота которых h_тр = = h - 2е= 34 – 2·10 = 14 см, что превышает требуемую. Стык в узле перекрывается двумя деревянными накладками сечением 200x75 мм длиной 72 см на болтах d = 14 мм, которые обеспечивают жесткость узла из плоскости.

Усилие от стойки передается на верхний пояс через торец упором. Накладки из брусков сечением 125x75 мм длиной 440 мм и болты d = 12 мм принимаются конструктивно.

Коньковый узел.

Расчетные усилия: О₂ = 28995,99 кгс, D₂ = 8946,97 кгс. Усилия от одного элемента на другой передаются лобовым упором.

Через дубовый вкладыш сечением 140х140 мм длиной 200 мм. Размеры дубового вкладыша принимаются таким образом, чтобы конструкция узла обеспечивала требуемый раз­мер площадок смятия торца вкладыша – 140 мм > 133 мм, пересе­чение линий действия усилий во всех элементах в одной точке с расчет­ным эксцентриситетом е = 100 мм и размещение траверс для крепления раскосов.

Траверсы устраиваются из швеллера № 8 со стенкой, усиленной листом толщиной 8 мм, и листа размером 10x140 мм. Расчет их с определением геометрических характеристик сечения производится так же, как траверсы в опорном узле. Расчетный изгибающий момент в траверсе

М = 33551,14 кгс·см.

Геометрические характеристики сечения:

площадь сечения

F = 4 + 8,98 + 14 = 26,98 см ;

положение центра тяжести

z = S/F = 13·2,69/26,98 = 1,3 см;

момент инерции сечения

I = 12,8 + 13·1,17 + 14·1,3 = 54,26 см ,

где 12,8 см - момент инерции швеллера с листом;

минимальный момент сопротивления

W = I/(h-z) = 54,26/(4,5-1,3) = 16,69 см .

Нормальные напряжения

σ = М / W = 33551,14/16,69 = 1978,25 < 2100 кгс/см .

Проверяем на изгиб лист траверсы при давлении g = D /(14·b) = 8946,97/(14·20) = 31,95 кгс/см , где 14 см – длина листа траверсы.

Принимая концы защемленными, определяем изгибающий момент в полосе шириной 1 см среднего участка при пролете 8 см по формуле

М = gl /12 = 31,95·8 /12 = 170,42 кгс·см.

Требуемая толщина листа

= 0,698 см; принимаем 1 см.

Швеллер и лист свариваются между собой (шов h = 5 мм).

Лист имеет корытообразную форму и является общим для обеих траверс. К нему двумя болтами d = 12 мм крепится дубовый вкладыш и вертикальная подвеска из круглого стержня d = 12 мм.

По аналогии с опорным узлом в коньковом узле используем подуш­ки сечением 200х340 мм длиной 650 мм с врезкой их в брусья верх­него пояса на глубину 140 мм. Лист траверсы — шириной 140 мм обес­печивает необходимый размер площадки смятия торца подушки — 140 мм > / h = 133 мм.

6. Расчет и конструирование основной стойки каркаса

Для определения расчетных усилий в стойке рассматриваем двухшарнирную раму, являющуюся основной несущей конструкцией здания вертикальных и горизонтальных (ветровых) нагрузок (рис.10).

Х = ·Н·(q - q ) = ·8,2(144 - 108) = 55,35 кгс,

где q = w ·c ·γ ·B = 30·0,8·1,2·5 = 144 кгс/м;

q = w ·c ·γ ·B = 30·0,6·1,2·5 = 108 кгс/м;

c =0,8, c = 0,6 –аэродинамические коэффициенты.

Рис. 10. Расчетная схема рамы (а) и стойки (б)

М = q Н /2 + Н·Х = 144·8,2 /2 + 8,2·55,35 = 4387,41 кгс·м.

N = N +N = 2538,74 +10522,52 = 13061,26 кгс.

N - опорная реакция ригеля от веса покрытия; N - опорная реакция ригеля от снеговой нагрузки.

Стойку принимаем из двух брусьев сечением 200х200 мм с промежутком между ними 200 мм. По длине стержня поставлены 9 прокладок, соединенные с досками стойки болтами d = 12 мм.

Площадь сечения стойки

F = 2·20·20 = 800 см .

Момент инерции сечения относительно оси У, параллельной швам,

I = 346667 см .

Радиус инерции

r = 20,82 см.

Гибкость всего стержня без учета податливости соединений

λ = l / r = 1640/20,82 = 78,77,

где l = 2Н = 2·820 = 1640 см.

Расстояние между осями прокладок принято 80 см. В каждую прокладку поставлено по 4 болта. Болты расставлены в два ряда по 2 штуки в ряд. Расстояние между рядами принято s =10 см. Длина прокладки

l = 200 мм > s + 2·3d = 100 + 6· 12 = 172 мм.

Отношение

d/a = 1,2/20 = 1/16 <1/7,

где a = 20 см – толщина более тонкого из соединяемых элементов.

Коэффициент податливости соединений

k = = 0,14.

Число болтов, поставленных на 1 пог.м длины стойки

n = 2/0,8 = 2,5 шт.

Коэффициент приведения гибкости

μ = 1,22.

Приведенная гибкость стойки

λ = 96 = 100,

= = 12,1.

l = 80 – 10 = 70 см – расстояние между крайними рядами болтов, поставленных в соседние прокладки (свободная длина отдельной ветви).

Коэффициент продольного изгиба φ = 0,31.

Расчетное напряжение

σ = 118 кгс/см < 130 кгс/см .

Гибкость стойки относительно оси Х

= = 137,58 > 120. Увеличиваем ширину сечения ветвей до 250 мм.

= = 110,1 < 120. φ = 0,216.

σ = 121 кгс/см < 130 кгс/см .