Напряжения в верхнем поясе
|
σ |
в |
= |
Ql / 2 |
= |
672 370 |
=1364 H/см2 ≈13, 64 МПа < R |
ds |
=14,7 МПа. |
|
ϕF |
0, 7 704 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
br |
|
|
|
|
|
Прочность верхнего пояса обеспечена.
В стыках верхнего пояса сжимающие усилия передаются через торцы стыкуемых досок и накладка длиной 80–100 см ставится конструктивно.
Расчет стыка нижнего пояса. Стык нижнего пояса пере-
крывается накладками из досок того же сечения, что и доски пояса. Для крепления накладок применяем нагели и болты dн = 12 мм, причем число болтов должно быть не более 20 % общего числа нагелей и не менее четырех на каждую половину накладки.
Несущая способность болтов и нагелей определяется по формулам табл. 17 (как для симметричного сечения):
по смятию среднего элемента
Т1 = 0,441dt2 = 0,441 8 1,2 = 4,234 кH;
по смятию крайних элементов (накладок)
Т2 = 0,685dt2 = 0,685 8 1,2 = 6,557 кH;
по изгибу нагеля
nТ3 =1,618d 2 +0,019t22 =1,618 1,22 +0,019 82 =3,46 кH,
но не более 2,256d 2 = 2,256 1,22 =3,249 кH.
За расчетное усилие принимаем меньшее из всех значений
Тн =3,249 кН.
Растягивающее усилие в одной доске нижнего пояса в месте стыка
|
N = |
M 6,0 |
= |
1002 |
=129,1 кН. |
|
4h0 |
4 |
1,94 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
341 |
|
Количество нагелей в полунакладке
nн = |
N |
= |
129,1 |
= 39,1. |
|
3, 249 |
|
Tн |
|
Принимаем 40 нагелей с размещением в четыре горизонтальных ряда. Длина накладки при расстоянии а = 7,5 см > 6d = = 6 · 1,2 = 7,2 см (рис. 132)
|
|
n |
н |
|
|
|
40 |
|
|
= 165 см. |
|
lн = 2 |
|
|
+1 |
7,5 |
= 2 |
|
|
+1 |
7,5 |
|
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 132. Схема стыка нижнего пояса фермы: 1 – верхняя доска; 2 – нижняя доска; 3 – накладка; 4 – нагели; 5 – болты; 6 – гвозди
Расчет гвоздей для прикрепления стенки к нижнему поясу.
Несущая способность гвоздя диаметром 0,6 см определяется по табл. 17.
Смятие в средних элементах:
Тс = 0, 441dt1 = 0, 441 0, 6 8 = 2,117 кН.
342
Смятие в крайних элементах:
t2 = 8 см, а1 = 16 – t2 – 1,5d – 3 · 0,2 = 6,5 см;
Та = 0, 685 0,6 8 = 3, 288 кН;
Та1 = 0, 685 0, 6 6,5 = 2, 672 кН.
Изгиб гвоздя
Ти = 2, 25d 2 + 0,010t3 2 = 2, 256 0,62 + 0,010 6,52 = 1, 235 кН,
но не более Ти = 3,628d 2 = 3,628 0,36 = 1,306 кН.
За расчетную несущую способность гвоздя принимаем Тг = = 1,235 кН.
Количество двухсрезных гвоздей для прикрепления 1 м стенки на один ярус досок в I зоне рассчитываем по усилию на опоре.
Сдвигающее усилие в стенке
Т= Q = 304, 7 = 157,1 кН/м. h0 1,94
Необходимое количество двухсрезных гвоздей на смятие в средних элементах
|
n1 = |
T |
= |
157,1 |
= 23, 2 |
24 шт. |
|
|
|
|
2Tc 0,8 |
2 2 2,117 0,8 |
|
|
|
|
|
Необходимое количество двухсрезных гвоздей на смятие в крайних волокнах
|
n2 |
= |
|
T |
= |
157,1 |
= 13, 2 |
14 |
шт. |
|
|
|
|
|
2 |
(Ta + Ta1 ) |
2(3, 288 + 2,672) |
|
|
|
|
|
|
|
Необходимое количество двухсрезных гвоздей по их изгибу
|
n3 |
= |
|
T |
= |
157,1 |
= 31,8 |
32 |
шт. |
|
|
|
|
|
2 |
2Tи |
2 2 1, 235 |
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем расчетное количество двухсрезных гвоздей на 1 м длины одного яруса в I зоне
n3 = 32 1,1 = 35, 2 ≈ 36 шт.,
где 1,1 – коэффициент, увеличивающий количество гвоздей на 10 % из-за попадания части гвоздей в зазоры между досками [2].
Сдвигающее усилие во II зоне
Т = 147,1,944 = 76,0 кН/м.
Необходимое количество двухсрезных гвоздей по смятию в средних элементах
n1 = |
76,0 |
12 шт. |
2 2 2,117 0,8 |
Необходимое количество двухсрезных гвоздей по смятию в крайних волокнах
|
n2 |
= |
|
76,0 |
7 |
шт. |
|
|
|
|
2 |
(3,288 + 2,672) |
|
|
|
|
|
Необходимое количество двухсрезных гвоздей по их изгибу
|
n3 |
= |
|
76,0 |
16 шт. |
|
|
|
|
2 |
2 1,235 |
|
|
|
|
Принимаем расчетное количество двухсрезных гвоздей на 1 м длины одного яруса во II зоне
n3 = 16 1,1 = 17, 6 18 шт.
Расстояние между гвоздями вдоль волокон в I зоне принято 7 рядов по 5 гвоздей (рис. 133):
S1 = 15 см > 15dг = 9 см,
поперек волокон для верхней доски пояса:
S2 = 3,8 см > 4d = 2,4 см; S3 = 3,4 см > 4d = 2,4 см,
поперек волокон для нижней доски пояса:
S2 = 3 см > 4dг = 2,4 см;
S3 = 3,4 см > 4dг = 2,4 см;
S′3 = 6,6 см = 11d = 6,6 см.
Рис. 133. Схемы размещения гвоздей в нижнем поясе: а, б – верхняя доска; в, г – нижняя доска
Расстояние между гвоздями вдоль волокон во II зоне принято 5 рядов по 5 гвоздей с шагом S1 = 24 см
поперек волокон для верхней доски пояса:
S2 = 3,8 см > 4d = 2,4 см; S3 = 3,4 см > 4d = 2,4 см,
поперек волокон для нижней доски пояса:
S2 = 3,0 см > 4d = 2,4 см; S3 = 3,4 см > 4d = 2,4 см; S′3 = 6,6 см = 11d = 6,6 см.
Размещение гвоздей для прикрепления стенки к верхнему поясу осуществляется аналогично прикреплению стенки к ниж-
нему поясу, так как большая часть давления местной вертикальной нагрузки от колеса нагрузки А8 передается более жестким торцам досок стенки и специальной проверки гвоздей в поясах на передачу этой местной вертикальной нагрузки не требуется.
Рис. 134. Схема решетки дощатогвоздевой фермы
Расчет раскосов стен-
ки. Стенка выполнена из досок шириной fc = 20 см и толщиной δс = 0,5t1 = 4 см.
Раскосы проверяем на прочность с учетом продольного изгиба из плоскости фермы.
Число систем раскосов вычисляем, пользуясь рис. 134, по формуле
|
k = 2 |
h0 cos α |
= 2 |
194 0,707 |
=13,7 ≈14. |
|
|
|
|
|
|
|
fc |
20 |
|
|
|
|
|
|
Усилие в одном раскосе D = |
Qоп |
|
= |
|
304,7 |
= 31,10 кН. |
|
k sin α |
14 0,707 |
|
|
|
|
|
|
|
Свободная длина раскоса lр = 6fc = 6 20 =120 см. Радиус инерции раскоса rр = 0,289δ = 0,289 4 =1,16 см.
|
Гибкость раскоса |
λр = |
lр |
= |
120 |
=103,5 > 70. |
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент продольного изгиба ϕ = |
3100 |
|
= |
|
3100 |
= 0,29. |
|
λp2 |
103,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение в раскосе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ = |
D |
= |
31100 |
|
=1341 Н/см2 |
= |
|
|
|
ϕδс fс |
0,29 4 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 13,41 МПа < Rds =14,7 МПа.
Доски вертикальной стенки сшивают гвоздями, устанавливая не менее одного гвоздя в каждом пересечении.
Устойчивость стенки обеспечивается постановкой вертикальных стоек жесткости, устанавливаемых на расстоянии не более [16]
d = |
135δ−200 |
h0 |
= |
135 4 −200 |
194 = 207 см, |
|
194 +125 |
|
h0 +125 |
|
|
где δ – толщина досок стенки, равная 4 см, но по условиям устойчивости верхнего пояса стойки устанавливаем на расстоянии
d = 2,90 : 2 = 1,45 м.
Расчет опорного ребра. Опорная реакция Qоп = 304,7 кН.
Вертикальная сдвигающая сила на 1 п. м ребра
Тв = |
Qоп |
= |
304,7 |
= 203,0 кН/м. |
|
|
|
h0 −hп |
1,94 −0,44 |
|
Эта сила воспринимается двумя срезами гвоздей. Необходимое количество гвоздей по условию смятия край-
них элементов
|
n1′ = |
|
203,0 |
17 |
шт. |
|
|
|
|
2 |
(3,288 + 2,672) |
|
|
|
|
То же, по условию смятия стенки:
n′ |
= |
|
203,0 |
24 шт. |
|
|
2 |
|
2 |
2 2,117 |
|
|
|
|
При заделке на длине а2 = с/2 + а1 = 4 + 6,5 = 10,5 см при несимметричном соединении несущая способность гвоздя на условный срез
Тa2 = 0,294 0,6 10,5 =1,852 кН.
Необходимое количество гвоздей по условию сдвига одной половины фермы относительно другой
n′ |
= |
Tг |
= |
203, 0 |
55 шт. |
2Та2 |
|
3 |
|
|
2 1,852 |
|
За расчетное число гвоздей для крепления опорного ребра к стенке принимаем n′3 = 56 гвоздей.
Примем 5 гвоздей в ряду с расстоянием между рядами 9,0 см. Тогда на 1 п. м доски при ширине 22 см потребуется
1009 5 =55,6 =56 гвоздей (рис. 135).
Рис. 135. Схема опорного ребра жесткости из досок
После установки досок опорные ребра усиливаются накладными брусьями сечением 22×16 см, стянутыми болтами d = 19 мм. Будем считать, что опорная реакция фермы воспринимается 4 накладными брусьями сечением 22×16 см, высота стойки Н = 238 см (см. рис. 129).
Площадь стойки Аст =22 · 16 = 352 см2. Радиус инерции r = 0,289 · 16 = 4,62 см.
Гибкость стойки λ = Hr = 4,62238 =51,5 < 70. Коэффициент продольного изгиба
348
|
|
|
|
λ |
2 |
|
51,5 |
|
2 |
|
ϕ =1−0,8 |
|
|
|
|
=1−0,8 |
|
|
|
= 0,79. |
|
100 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сжимающие напряжения в стойке
|
σ = |
Qоп |
= |
304,7 |
= 253 Н/см2 = |
|
4ϕА |
4 0,79 352 |
|
|
|
|
|
|
ст |
|
|
|
= 2,74 МПа < Rds =14,7 МПа.
Расчет продольных связей. Продольные связи представляют собой горизонтальные фермы с раскосной системой решетки и устроены в плоскости верхнего пояса. Усилия определяем по линиям влияния (рис. 136).
Рис. 136. Схемы определения усилий в раскосах
Интенсивность давления ветра на 1 п. м верхних продольных связей
q |
|
= γ |
W |
h |
k |
|
+h |
|
k |
|
+ |
1 |
hk |
|
= |
в |
п |
пр |
пр |
|
ф |
|
|
fв |
n |
п |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=1,5 980(1,0 0,4 +0,32 1,0 +1/2 2,38 1,0) = 2808 |
H/м, |
где |
γ fв |
– |
коэффициент |
надежности ветровой |
нагрузки, |
γ fв |
=1,5 ; Wn |
– интенсивность ветровой нагрузки, Wn |
= 0,98 кПа; |
hп |
– высота перил, |
hп =1,0 |
м; kп – коэффициент сплошности |
перил, kп = 0,4 ; hпр |
– высота проезжей части с поперечинами, |
hпр = 0,32 |
м; |
h – высота фермы, h = 2,38 м; kпр , kф |
– коэффи- |
циенты сплошности для проезжей части и фермы, kпр = kф =1,0. Опорная реакция фермы связи А=1/ 2qвl = 0,5 2808 23,2 =
=32 573 H. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилие |
в |
опорном |
|
раскосе |
D1 = w1qв =13,39 2808 = |
=37 602 |
Н (см. рис. 136). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилие в промежуточной распорке N 2 = w2qв =10,86 2808 = |
=30 495 H. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подбираем сечение раскоса D1. |
|
|
|
|
|
|
|
Длина раскоса D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 = |
a 2 +(d −40)2 = |
|
1502 +(145 −40)2 =183 см, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin α = |
|
150 |
= 0,8197. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
183 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем раскос D1 сечением 6×20 см. |
|
|
|
|
|
Радиус инерции r = 0,289 6,0 =1,734 см. |
|
|
|
|
|
Гибкость λ = |
|
183 |
=105,5 <150. |
|
|
|
|
|
|
|
1,734 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как λ > 70, то ϕ= |
3000 |
= |
|
3000 |
|
= 0,27. |
|
|
|
|
|
|
105,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ2 |
|
|
|
|
|
|
|
Площадь раскоса А1 = 6 · 20 = 120 см. |
|
|
|
|
|
Напряжение в раскосе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
1 |
= |
|
D1 |
|
= |
37 602 |
|
|
=1161 H/см2 =11,61 МПа < R |
ds |
=14,7 МПа. |
|
ϕA |
0,27 120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
