- •Министерство образования Республики Беларусь
- •Пояснительная записка
- •Содержание дисциплины
- •Тема 3. Расчет элементов конструкций из цельной и клееной древесины и пластмасс
- •Тема 4. Соединения элементов конструкций из древесины и пластмасс
- •Тема 5. Особенности расчета деревянных элементов составного сечения
- •Тема 11. Стропильные фермы
- •Тема 12. Колонны, стойки
- •Тема 13. Арочные и рамные конструкции
- •Тема 14. Обеспечение пространственной неизменяемости
- •Раздел VII. Специальные деревянные конструкции *)
- •Примерное содержание курсового проекта
- •Примерное содержание курсовой работы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Компьютерные программы и другие научно-методические материалы
- •Содержание
- •3. Конструирование и расчёт трёхшарнирной арки стрельчатого очертания.
- •5. Расчёт конькового узла
- •6. Расчёт опорного узла
- •7. Расчёт колонны.
- •Ветровые нагрузки
- •Задание на курсовой проект.
- •Исходные данные:
- •Содержание
- •Расчет ограждающих конструкций покрытия.
- •Клеефанерная панель покрытия.
- •2. Расчет несущей конструкции пролета а-б.
- •2.1. Пятиугольная трапецеидальная металлодеревянная ферма.
- •2.2 Выбор конструктивной схемы.
- •2.3 Сбор нагрузок.
- •К расчету усилий в стержнях.
- •Диаграмма Максвелла-Кремоны
- •От единичной нагрузки приложенной на половине пролета.
- •Диаграмма Максвелла-Кремоны
- •2.4 Конструктивный расчет.
- •2.5 Расчет и конструирование узловых соединений.
- •3. Расчет несущей конструкции пролета б-в.
- •3.1 Клеефанерная балка с волнистой стенкой
- •3.2 Конструктивная схема балки
- •3.3 Сбор нагрузок
- •3.4 Статический расчет балки
- •4. Мероприятия по обеспечению пространственной устойчивости здания.
- •5. Мероприятия по обеспечению огнестойкости и долговечности проектируемых конструкций.
- •7. Список литературы.
2.5 Расчет и конструирование узловых соединений.
Опорный узел выполняют из листовой стали марки ВСт3кп2-1 по ТУ 14-1-3023-80.
Опорная плита.Горизонтальную опорную плиту рассчитывают на изгиб под действием напряжений смятия ее основания как однопролетную балку с двумя консолями.
Опорная реакция фермы (снег на всем пролете)
Rл = 40,74 кН.
Определение геометрических размеров плиты в плане из условия смятия стойки:Принимаем с=370мм.
Момент в консольной части плиты: ,
Где bконс=(370-160)/2=105мм.
Требуемый момент сопротивления:
Необходимая толщина плиты:
Принимаем толщину плиты δ = 22 мм.
Узел А выполняют из листовой стали марки ВСт3кп2-1 по ТУ 14-1-3023-80.
Опорная плита.Плиту с ребрами жесткости, в которую упирается верхний пояс фермы, рассчитывают на изгиб как однопролетную балку с поперечным сечением тавровой формы.
Для создания принятого эксцентриситета в опорном узле высота опорной плиты должна составлять: гдеhв.п. – высота сечения верхнего пояса.
Ширину упорной плиты принимают по ширине сечения верхнего пояса bп=160 мм. Площадь поперечного сечения:
Напряжение сжатия древесины в месте упора верхнего пояса в плиту:
Принимаем пролет упорной плиты, равным ширине клееного пакета lп=160 мм.
Изгибающий момент:
Момент сопротивления: Расчетное сопротивление стали R=240 МПа :
Требуемая толщина листа:
Напряжение изгиба в плите:,
где Rсти – расчетное сопротивление стали согласно таблицы 51 СНиП II-23-81.
Принятое сечение упорной пластины удовлетворяет.
Сварные швы, прикрепляющие пластинки-ребра упорной плиты к вертикальным фасонкам.
Усилие на одну пластинку: Необходимая длина шва при kf=6мм:
Имеется lш = 2(60+60)=240 мм>34,06 мм.
Сварные швы прикрепления уголков раскоса к вертикальным фасонкам в узле А. Усилие на шов у обушка одного уголка:
Усилие на шов у пера одного уголка:
Длина шва у обушка при kf=6мм:
Длинна шва у пера при kf =6 мм:
Конструктивно длина шва принята соответственно 200 и 150 мм.
Узел Б.Узел примыкания стойки (9-10) к верхнему поясу приведен на рис.10. Вертикальная стенка металлического вкладыша имеет высоту и ширину такие же, что и упорная плита и рассчитывается на изгиб как трехпролетная неразрезная балка под действием напряжений смятия от упора торца верхнего пояса.
Напряжение смятия торца верхнего пояса:
Изгибающий момент пластинки вкладыша шириной 10мм: ,
(согласно п.5.22 СНиП II-23-81), где l – расстояние между ребрами вкладыша;
Необходимый момент сопротивления:
Требуемая толщина стенки:
Принимаем толщину стенок вкладыша δ = 8 мм.
Узловой болт, передающий усилие от стойки (9-10) на вкладыш (см. Рис.10), работает на изгиб:
Необходимый момент сопротивления:
Требуемый диаметр болта:
Принимаем болт d=27мм; F=572мм². При этом напряжение смятия болта: , (см. табл. 59 СНиП I-23-81).
Напряжение среза болта:
, (см. табл. 58 СНиП I-23-81).
Стойки соединяются с верхним и нижним поясом металлическими пластинками-наконечниками сечением 10х100 мм. Металлические пластинки работают на продольный изгиб на длине, равной расстоянию от центра узлового болта до места упора деревянной части стойки.
Свободная длина пластинок-наконечников l0= 280 мм. Гибкость пластинок-наконечников:
Коэффициент продольного изгиба: φ = 0,474 согласно таблице 72 СНиП II-23-81.
Напряжение сжатия в пластинках-наконечниках:
,
где 0,8–коэффициент условий работы согласно табл.6 СНиП II-23-81 для λ>60.
Пластинку в которую упирается деревянная стойка, рассчитывают на поперечный изгиб приближенно как простую балку с сечением тавровой формы так же, как в упорной плите узла А. В данном случае: Wтр = 6,87·10³ мм³.
Напряжение смятия торца стойки:
Изгибающий момент:
Напряжение изгиба:
Составляющая усилия стойки, перпендикулярная верхнему поясу, воспринимается упором в верхний пояс нижней пластинки узлового вкладыша (см. Рис.10):
Напряжение смятия поперек волокон верхнего пояса под пластинкой вкладыша: , см.табл. 3 СНиП II-25-80).
Изгибающий момент в консоли нижней пластинки шириной 10 мм:
Необходимый момент сопротивления:
Требуемая толщина пластины:
Принимаем толщину пластинки 18 мм.
Узел В. выполняют из листовой стали марки ВСт3кп2-1 по ТУ 14-1-3023-80.
Швеллер, в который упирается стойка (9-10) фермы, рассчитывают на изгиб как однопролетную балку.
Ширину упорного швеллера принимают по ширине сечения стойки bп=160мм, а номер швеллера из условия смятия древесины стойки:
где z – высота швеллера
Принимаем конструктивно швеллер №10.
Расчет приварки швеллера:
(периметр швеллера).
Швеллер, в который упирается раскос (10-11) фермы, рассчитывают на изгиб как однопролетную балку.
Ширину упорного швеллера принимают по ширине сечения раскоса bп=160мм, а номер швеллера из условия смятия древесины раскоса:
где z – высота швеллера
Принимаем конструктивно швеллер №10.
Расчет приварки швеллера:
(периметр швеллера).
Сварные швы прикрепления уголков раскоса к вертикальным фасонкам в узле С. Усилие на шов у пера одного уголка:
Усилие на шов у обушка одного уголка:
Длина шва у пера при kf=6мм:
Длина шва у обушка при kf=6мм:
Конструктивно длина шва принята соответственно 250 и 200 мм.
Сварные швы прикрепления уголков панели (1-11) нижнего пояса к вертикальным фасонкам в узле С.
Усилие на шов у одного уголка:
Длина шва при kf =6мм:
Конструктивно длина шва с одной и другой стороны уголка принята по 120 мм.
Коньковый узел.выполняют из листовой стали марки ВСт3кп2-1 по ТУ 14-1-3023-80.
Напряжение смятия древесины в месте упора верхнего пояса в плиту
Напряжение смятия в пластинках-наконечниках:
где N(10-11) = 7,68 кН – сжимающее усилие в раскосе,
0,8 – коэффициент условий работы введен согласно таблице 6 СНиП II-23-81 для λ > 60.
Пластинку в которую упирается деревянная стойка, рассчитывают на поперечный изгиб приближенно как простую балку с сечением тавровой формы так же, как в упорной плите узла А. В данном случае: Wтр = 6,87·10³ мм³.
Напряжение смятия торца стойки:
Изгибающий момент:
Напряжение изгиба:
Расчет приварки пластин-наконечников:
Конструктивно принимаем два шва по 100 мм.
Узел Г. выполняют из листовой стали марки ВСт3кп2-1 по ТУ 14-1-3023-80.
Сварные швы прикрепления уголков панели (1-11) нижнего пояса к вертикальным фасонкам в узле C’.
Усилие на шов у одного уголка:
Длина шва при kf=6мм:
Конструктивно длина шва с одной и другой стороны уголка принята по 120 мм.