3.6. Опорная плита.

Горизонтальную опорную плиту рассчитывают на изгиб под действием напряжений смятия её основания как однопролётную балку с двумя консолями.

Площадь опорной плиты принимают

F = 300*160 = 48000 мм².

Напряжение смятия

s = 228,9*10³/48000 = 4,76 МПа.

Момент в консольной части плиты

М_к = 4,76*70²*10^-2/2 = 116,6 кН*мм.

Момент в средней части плиты

М = 4,76*160²*10^-2/8 – 116,6 = 492,68 кН*мм.

Необходимый момент сопротивления

W_тр = 116,6*10³/220 = 530 мм³.

Необходимая толщина плиты

 = = 17,8 мм.

Принимаем толщину плиты d = 20 мм.

Необходимую длину шва приварки нижнего пояса к вертикальным листам при ручной сварке электродами марки Э-42 и высоте катета шва К_f = 6 мм определяют по формуле

l_ш = N/n_ш*_f *R_*g_*g_c = 286*10³/4*0.7*180*0,85*0,9 = 741 мм.

где: n_ш = 4 – число швов, прикрепляющих нижней пояс к вертикальным листам;

_f = 0,7;

R_ = 180 МПа – расчётное сопротивление металла швов сварных соединений с угловыми швами;

g_ = 0,85 – коэффициент условия работы шва;

g_c = 0,9 – коэффициент условия работы.

Принимаем длину шва l_ш = 750 мм.

Усилие на одну пластинку

N = 308.3/2 = 154,15 кН.

Необходимая длина шва при К_f = 6 мм.

l`_ш = 154.15/0,7*180*6*0,85*0,9 = 266 мм.

Имеем l_ш = 2*(70+70) = 280>266 мм.

3.7. Коньковый узел.

При полном симметричном снеговом нагружении покрытия верхние концы сжатого пояса подвержены сминающему действию горизонтальной силы и стыкуются простым лобовым упором: N_см = 286,1 кН. Размер площадки назначаем из расчёта на обеспечение приложения силы, сжимающей верхний пояс, с таким же эксцентриситетом е = 0,1 м, как и в опорном узле. Для этого в верхней чисти сечения устраиваем зазор, высотой, равной двум величинам эксцентриситета. Площадка смятия в узле

F_см= 0,2*(0,8-0,2)=12*10^-2 м².

Смятие в коньковом узле происходит под углом =21^о 50^` к волокнам, и расчетное сопротивление древесины смятию будет

R_см=15/1+(15/3-1)*0,371³= 12,5 МПа.

Напряжения смятия в узле

_см= N_см/ F_см =286,1*10^-3/12*10^-2=2,4<12,5 МПа.

При несимметричном нагружении снегом лишь одного из скатов покрытия в коньковом узле возникает поперечная сила, которая воспринимается парными деревянными накладками на болтах.

Поперечная сила в узле несимметричной снеговой нагрузке будет:

Q = S*l/8 = 21,6*17,7/8 = 47,8 кН.

Накладки принимаем сечением 75х510 мм. Учитывая кососимметричную схему работы накладок и прикладывая к ним поперечную силу в точке перегиба их оси определяем усилие, действующее на болты, присоединяющие накладки к поясу:

R₁ = Q/(1-e₁/e₂) = 47,8/(1-400/1200) = 71,7 кН

R₂ = Q/(e₂/e₁-1) = 47,8/(1200/400-1) = 23,9 кН

Для прикрепления накладок принимаем болты d = 25 мм.

Несущая способность болта на один рабочий шов для направления передаваемого усилия, считая в запас, под углом 90^о к волокнам будет:

из условия изгиба болта

Т^`_и = (1,8*d²+0,02*a²)* = (1,8*2,5²+0,02*7,5²)* = 9,4 кН.

Т^``_и= 2,5*d²* = 2,5*2,5²* =11,8 кН.

Из смятия накладки

Т^`_см= 0,8*а*d*к_ = 0,8*2,5*7,5*0,575 = 8,625 кН. Т^``_см=0,5*с*d*k_ = 0,5*20*2,5*0,575 = 14,4 кН.

Минимальная несущая способность Т_min= 8,625 кН.

Необходимое число болтов в ближнем к узлу ряду

n^`_б = R₁/(2*T_min) = 71,7/(2*8,625) = 4,2

принимаем 5 болтов.

Число болтов в дальнем от узла ряду

n^``_б = R₂/(2*T_min) = 23,9/(2*8,625) = 1,4

принимаем 2 болта.

Изгибающий момент в накладках:

М_н = Q*e_`1/2 = 47,8*0,2 = 9,56 кН*м.

Момент сопротивления накладки ослабленной пятью отверстиями d = 25 мм.:

W_нт = 0,075*(0,51-5*0,025)²/6 = 1,85*10^-3 м³.

Напряжения в накладках

 = М_н/2*W_нт = 9,56/2*1,85 = 2,58 МПа<13 МПа

для поддерживания нижнего пояса от провисания в коньковом узле устраивают подвеску из тяжа d = 15 мм.