Расчет и конструирование узлов гнутоклееной трехшарнирной рамы
Опорный узел
Определим усилия, действующие в узле: продольная сила: ; поперечная сила: . Опорная площадь колонны:
.
При этом, напряжение смятия составляет:
,
где - расчетное сопротивление смятию, которое определяется по табл.3 СНиП II-25-80. Нижняя часть колонны вставляется в стальной сварной башмак, состоящей из диафрагмы, воспринимающей распор, двух боковых пластин, воспринимающих поперечную силу, и стальной плиты - подошвы башмака. При передаче распора на башмак колонна испытывает сжатие поперек волокон, значение расчетного сопротивления которого определяется по таблице 3 СНиП II-25-80 и для принятого сорта древесины составляет:
.
Требуемая высота диафрагмы определяется из условия прочности колонны. .
Конструктивно принимаем высоту диафрагмы . Рассчитываем опорную вертикальную диафрагму, воспринимающую распор, на изгиб как балку, частично защемленную на опорах, с учетом пластического перераспределения моментов:
Найдем требуемый из условия прочности момент сопротивления сечения. При этом примем, что для устройства башмака применяется сталь С235 с расчетным сопротивлением .
.
Тогда толщина диафрагмы:
.
Принимаем толщину диафрагмы . Боковые пластины и опорную плиту принимаем той же толщины в запас прочности. Предварительно принимаем следующие размеры опорной плиты: длина опорной плиты:
, ширина:
включая зазор "с" между боковыми пластинами и рамой по 0,5 см. Для крепления башмака к фундаменту принимаем анкерные болты диаметром 16 мм, имеющие следующие геометрические характеристики:
; .
Анкерные болты работают на срез от действия распора. Определяем срезывающее усилие при количестве болтов равным 2 шт:
кН
Напряжение среза определим по формуле:
,
где - расчетное сопротивление срезу стали класса С235, равное в соответствии с табл.1* СНиП II-23-81* . Условие прочности анкерных болтов выполняется.
Коньковый узел
Коньковый узел устраивается путем соединения двух полурам нагельным соединением с помощью стальных накладок. Максимальная поперечная сила в коньковом узле возникает при несимметричной временной снеговой равномерно-распределенной нагрузке на половине пролета, которая воспринимается парными накладками на болтах. Поперечная сила в коньковом узле при несимметричной снеговой нагрузке:
,
где - расчетная снеговая нагрузка, вычисленная ранее. Определяем усилия, на болты, присоединяющие накладки к поясу.
,
где - расстояние между первым рядом болтов в узле; - расстояние между вторым рядом болтов. По правилам расстановки нагелей отношение между этими расстояниями может быть или . Мы приняли отношение 1/3, чтобы получить меньшие значения усилий. Принимаем диаметр болтов 14 мм и толщину накладок 100 мм. Несущая способность на один рабочий шов при направлении передаваемого усилия под углом 900 к волокнам находим из условий: Изгиба болта:
кН но не более кН
где а - толщина накладки (см), d - диаметр болта (см). ka - коэф. зависящий от диаметра болтов и величины угла между направлением усилия и волокнами древесины накладки Смятия крайних элементов-накладок при угле смятия 900:
кН
Смятие среднего элемента - рамы при угле смятия a=900 - 14002 = 75058 кН
где с - ширина среднего элемента рамы, равная b (см) Минимальная несущая способность одного болта на один рабочий шов: Тmin=3,79 кН Необходимое количество болтов в ближайшем к узлу ряду:
, принимаем 4 болта
Количество болтов в дальнем от узла ряду:
, принимаем 2 болта
Принимаем расстояние между болтами по правилам расстановки СНиП l1 ≥ 2*7*d = 14*1,4 = 19,6 см, принимаем 24 см, тогда расстояние l2 =3*l1 = 3*24 = 72 см
Ширину накладки принимаем ³ 10*d, что равно 160 мм, согласно сортамента по ГОСТ 24454-80* (3) принимаем ширину накладки 175 мм, тогда расстояние от края накладки до болтов S2 ³ 3* d = 3*1,4 = 4,2 см » 5 см расстояние между болтами S3 ³ 3,5* d = 3,5*1,4 = 4,9 см принимаем 7,5 см Изгибающий момент в накладках равен:
кНсм Момент инерции накладки, ослабленной отверстиями диаметром 1,4 см:
Момент сопротивления накладки:
см3
Напряжение в накладках:
где 2 - количество накладок Rи = 13 МПа -расчетное сопротивление древесины изгибу по табл.3 СНиП. Следовательно, принимаем 4 болта в первом ряду и 1 болт в крайнем ряду. Проверку боковых накладок на изгиб не выполняем ввиду очевидного запаса прочности. По результатам проведенных расчетов строим конструктивную схему конькового узла гнутоклееной трехшарнирной рамы:
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (281)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |