- •Расчет и конструирование треугольной металлодеревянной безраскосной
- •Определение усилий в элементах фермы
- •Подбор сечения верхнего пояса
- •6. Подбор сечения нижнего пояса
- •7. Расчет узловых соединений
- •7.1 Опорный узел
- •7.2 Коньковый узел
- •8. Защитные мероприятия от гниения и возгорания
- •Список литературы:
6. Подбор сечения нижнего пояса
H=H1 = 218519,4 Н
Затяжка в пределах опорного узла выполнена из двух круглых стержней из стали С245, на среднем участке пролета - из одного стержня. Требуемая площадь двух стержней затяжки с учетом коэффициента условий работы γc=0,95 (пункт 6 табл.6* СНиП II-23-81* [3]) и коэффициента 0,85, учитывающего возможную неравномерность распределения усилия в двойном тяже (СНиП П-25-80 п.3.4):
Требуемая площаль двух стержней затяжки
Aконц=H/ Ry m γc = 21851,9/(2450x0,85x0,95)=11,05cм²;
Принимаем 2 стержня d = 27 мм (ГОСТ 2590-88).
Требуемая площадь сечения стержня на среднем участке
Асредн = Н/Rbt = 21851,9/2500=8,74 см2
Rbt - расчетное сопротивление болта класса прочности 6.6 растяжению.
Принимаем стержень d = 34 мм (ГОСТ 2590-88).
7. Расчет узловых соединений
7.1 Опорный узел
Конструкция опорного узла фермы приведена на рисунке 7.1.1.
Рисунок 7.1.1 1 - опорная плита: 2 - упорная плита;
В месте упора верхний пояс проверяется на смятие:
F = c1 x bсеч /cosα = [(0,35)x0,135]/0,97=0,048cм² - площадь смятия.
а - угол между направлением волокон и нормалью к опорной площадке.
с –высота опорной площадки, принимаемая в пределах (0,4-0,6) · h
Напряжения смятия:
σ=N1’/Fсм > Rсм =244312 /0,049=4,99x106<16,4x106 Па;
Проверка удовлетворяется.
Требуемая площадь опорной плиты из условия передачи ею реакции опоры арки на железобетонные колонны.
Fтрпл = А1/Rсм =109259,7/9*106=0,01214м²=121,4 см2,
где RCM=Rnp=9 МПа - расчетное сопротивление бетона марки 200 смятию, равное призменной прочности Rnp.
Площадь опорной плиты принимаем конструктивно
Fплф =0,15x0,3м=0,045 м2
При этом площадь опорной плиты
F = 0,15х 0,3 =0,045 > Fтр пл0,00904м2
Толщина опорной плиты определяется из условия прочности на изгиб консольного участка.
Изгибающий момент в полосе плиты единичной ширины в сечении определяется:
М=(σ xa²)/2=(2,43х106x0,076²)/2=7012Нм;
σсм = А1/Fплф =109259,7/0,045=2,43 МПа;
а1 - длина консольного участка плиты. Момент сопротивления полосы плиты. Момент сопротивления полосы плиты WП1 =δ1²/6.
Из условий прочности требуемый момент сопротивления площади плиты
Wmp=M/Ry γс
Ry = 240 МПа сталь С245;
с =1,2 табл. 6 [3].
Приравниваем Wmp = WП1, получим
δ= 6M/Ryγс = 6x012/240x106x1,2 =0,012м;
Принимаем толщину опорной плиты δ = 10,5 мм по ГОСТ 19903-74
Площадь упорной плиты (2), согласно ранее произведенному
расчету торца полуфермы на смятие удовлетворяет условию прочности.
Толщина плиты определяется из условий прочности на изгиб,
рассматривая полосу плиты единичной ширины.
Изгибающий момент в плите
M = q x a22 /8 = 4,99*106 х 0,0742/8 =3412,9 Нм
где q=σ = N1’/Fсм = 4,99*106 Па
а2 – половина ширины плиты (ширины полуарки)
Момент сопротивления полосы плиты
Wn2= δ22 /6
Из условий прочности требуемый момент сопротивления сечения плиты
Wтр = M/Ry x γс
ПриравнявWтр = Wп2, получим
δ2 = 6M/ Ry x γс = 6 х 3412,9/240*106*1,2 =0,0084 м
Принимаем толщину упорной плиты δ2 = 10 мм (по ГОСТ 19903-74*)
Круглые стержни затяжки привариваются к фасонкам (3)
четырьмя угловыми швами, которые должны воспринимать усилие, равное
распору фермы.
Расчётная длина сварного шва определяется из условия прочности на срез
по двум сечениям – по металлу шва и по металлу границы сплавления.
Максимальный катет шва при сварке листа и круглого стержня
k f = 1,2 х t = 1,2х 10 = 12 мм (п. 12.8 [3])
Минимальная величина kf согласно таблице 38* [3] при ручной сварке kf = 6
мм.
Расчётная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм, по
металлу шва определяется по формуле
lw =H/4 х Rwf х βf х κf х γwf γс = 218519,4/ 4 х 180 х106 х 0,7 х 0,006 х 1 х 1 =0,056 м
где Rwf = 180 МПа – расчетное сопротивление срезу по металлу шва для Э42
(табл. 56 [3]);
βf =0,7 – коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали, согласно
п. 11.2 [3]
kf = 0,006 – катет шва (6 мм)
γс = 1,0 – коэффициент условий работы (табл. 6 п. 6.б примечание 3 [3])
16
γwf = 1,0 – коэффициент условий работы шва, согласно п. 11.2 [3]
Расчётная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм, по
металлу границы сплавления определяется по формуле
lw =H/4 х Rwz х βz х κf х γwz γс = 218519,4/ 4 х 165,5 х106 х 1 х 0,006 х 1 х 1 =0,041 м
где Rwz = 0,45·Run = 0,45·370 = 166,5 МПа – расчетное сопротивление срезу по
металлу границы сплавления (п. 3.4, табл. 51* [3]);
βz =1,0 – коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали, согласно
п. 11.2 [3]
kf = 0,006 – катет шва (6 мм)
γс = 1,0 – коэффициент условий работы (табл. 6 п. 6.б примечание 3 [3])
γwz = 1,0 согласно п. 11.2 [3]
Длину шва принимаем конструктивно, с учетом условий п. 12.8[3] , но не менее
51 мм (lw + 10 мм = 41 + 10 = 51 мм).