Конструювання і розрахунок основних несучих конструкцій

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство освіти РФ
Вятський Державний Університет
Інженерно-будівельний факультет
Кафедра будівельних конструкцій
Несучі дерев'яні конструкції c сполуками на нагельних коннекторах
Пояснювальна записка
Курсовий проект з дисципліни
«Конструкції з дерева і пластмас»
ТПЖА.0200.139
Розробив студент ________________ / Усов І.М. /
(Підпис)
Керівник ________________ / Ісупов С.А. /
(Підпис)
Проект захищений з оцінкою «________» «___» _____ 2004
Кіров, 2004

Вятський державний університет
Інженерно-будівельний факультет
Кафедра будівельних конструкцій
Завдання
на курсовий проект з дисципліни «Конструкції з дерева і пластмас»
ТЕМА: Конструювання та розрахунок основних несучих конструкцій
однопролітного одноповерхового промислового будівлі з дерева
Студент: Усов І.М. групи С-55
Проліт будівлі, м. ............................................. ..................................... 17
Крок несучих конструкцій, м. ............................................ .................... 6
Довжина будівлі, м. ............................................. ....................................... 42
Висота колони, м. ............................................. .................................... 4
Умови експлуатації ................................. AI, AII, згідно [1, табл. 1]
Район будівництва ................................................ ......... м. Н. Новгород
Характеристика конструкцій:
1. Плита покриття:
· Ширина плити покриття .............................................. ...... 1.600 м
· Нижня обшивка - фанерні листи ....................................... 8 мм
· Пароізоляція - поліетиленова плівка
· Утеплювач ................................. URSA (g = 100 кг / м 3, d = 100 мм)
· Каркас - дерев'яний з поздовжніми ребрами складеного перерізу, із з'єднаннями
на нагельних пластинах, з діаметром нагелів ....................... 6 мм
· Решетування ......................................... дошка необрізна, d = 25 мм
· Покрівля ............................. 3 шари руберойду на бітумній мастиці
2. Кроквяна ферма трикутного обрису з співвідношенням висоти до довжини як 1:6.
· Верхній пояс - дерев'яний, складеного перерізу, із з'єднаннями на нагельних пластинах, з діаметром нагелів ................................ .............. 6 мм
· Нижній пояс ................ металевий, з трикутного профілю
· Стійки ................................................ ......... дерев'яні брущаті
· Розкоси ...................................... металеві, круглого перерізу
3. Колона складеного перерізу, із з'єднаннями на нагельних пластинах,
з діаметром нагелів ............................................... .................. 6 мм
Дата видачі завдання :________________________________________
Дата здачі курсового проекту :_________________________________
Керівник: _________________________________________ / Ісупов С.А. /
(Підпис)
Завдання прийняв: ________________________________________ / Усов І.М. /
(Підпис)

РЕФЕРАТ
Усов І.М. Конструкції з дерева і пластмас: ТПЖА.02.00.139 ПЗ: Курс. Проект / ВятГУ, каф. Будівельних конструкцій; рук. С.А. Ісупов. Несучі дерев'яні конструкції із з'єднаннями на нагельних коннекторах - Кіров, 2004 р., Гр.ч. 1 л. Ф. А1; ПЗ - 30 с., 8 табл., 12 мал., 6 джерел.
Об'єкт дослідження та розробки - конструювання та розрахунок основних несучих конструкцій однопролітного одноповерхового промислового будівлі.

ЗМІСТ
Введення. 4
1. Компонування основних несучих конструкцій. 5
2. Проектування плити покриття. 6
2.1. Збір навантажень. 6
2.2. Конструктивний розрахунок поздовжнього ребра. 7
3. Проектування кроквяної ферми .. 10
3.1. Збір навантажень. 10
3.2. Статичний розрахунок ферми .. 11
3.3. Конструктивний розрахунок верхнього пояса. 11
3.4. Розрахунок нижнього пояса ферми .. 14
3.5. Розрахунок елементів співпрацівники решітки. 15
3.6. Розрахунок і конструювання вузлів ферми .. 15
3.6.1. Опорний вузол. 15
3.6.2. Проміжний вузол ферми по верхньому поясу. 17
3.6.3. Коньковий вузол ферми .. 19
3.6.4. Проміжний вузол по нижньому поясу. 20
4. Проектування колони .. 21
4.1. Збір навантажень. 21
4.2. Визначення згинаючих моментів у колонах. 22
4.2.1. Розрахункові сполучення навантажень. 22
4.2.2. Конструктивні параметри колони .. 22
4.5. Конструктивний розрахунок колони .. 24
4.5.1. Розрахунок колони при поєднанні навантажень 1а (центральний стиск) 24
4.5.2. Розрахунок колони при другому поєднанні навантажень (стиск із вигином) 25
4.5.3. Розстановка нагельних пластин. 26
4.6. Проектування бази колони .. 27
4.6.1. Конструктивний розрахунок анкерних болтів. 27
4.6.2. Конструктивний розрахунок башмака колони .. 28
4.6.3. Міцність контактних сполучень по обрізу фундаменту. 29
Список літератури .. 30


ВСТУП

Метою курсового проекту є отримання навичок у конструюванні та розрахунку основних несучих конструкцій однопролітного одноповерхового промислового будинку, матеріалом яких є дерево.

1. Компонування основних несучих конструкцій




Рис. 1. Компонувальні параметри будівлі

2. Проектування плити покриття

2.1. Збір навантажень

Розрахунок плити зводиться до розрахунку поздовжніх ребер, спільно сприймають всю прикладену до плити навантаження. Збір навантажень здійснюється за попередньо прийнятим, орієнтовними розмірами елементів каркаса і засобів з'єднання. Попередньо прийнята ширина поздовжніх і поперечних ребер b = 12.5 см, висота поздовжніх ребер h 1 = 12.5 см - нижній брус, h 2 = 12.5 см - верхній брус, висота поперечних ребер h 3 = 12.5 см.
Таблиця 1. Збір навантажень на плиту покриття
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ atter \ \ КДП.xls" "1! R4C4: R14C7" \ * MERGEFORMAT
Вид навантаження
Навантаження
Нормативна, kH
? F
Розрахункова, kH
Нижня обшивка - фанера, 8 мм
0.030
1.1
0.033
Утеплювач 100 кг/м3, 100 мм
0.096
1.3
0.125
Решетування дошка необрізна, 25 мм
0.125
1.1
0.138
Поздовжні ребра 100х175
0.167
1.1
0.184
Нагельних пластини Ст6Г6к
0.005
1.1
0.006
Покрівля: 3 шари руберойду
0.021
1.1
0.023
Разом постійні:
0.444
-
0.508
Снігове навантаження
1.680
2.400
РАЗОМ:
2.124
2.908
Погонна навантаження на кожне поздовжнє ребро каркаса, при ширині плити b п = 160 см:
- Нормативна:
;
- Розрахункова:

Максимальний згинальний момент:
- Нормативний:
;
- Розрахунковий:


2.2. Конструктивний розрахунок поздовжнього ребра

Матеріал - сосна 2-го сорту. Визначення необхідних геометричних характеристик перерізу. Момент опору, з умови забезпечення міцності нормальних перерізів за першим граничним станом [1]:

R і = 1,3 кН / см 2 - розрахунковий опір деревини 2-го сорту вигину в [1, табл. 3];
Момент інерції, з умови забезпечення достатньої жорсткості ребра як згинаного елемента по другому граничному стану:
, Де
k f = 9.6 - коефіцієнт, що залежить від виду навантаження та граничних умов;
Е н = 10 5 кН / см 2 - модуль пружності деревини для 2-го граничного стану [1, п. 3.5];
f доп = L / 250 = 598 / 250 = 2.392 cм - допустимий прогин для плит покриття [1, табл. 16];
Приймаються розміри поперечного перерізу ребра з двох складових елементів:

Кількість зв'язків зсуву на напівдовгому поздовжнього ребра:

k т = 1 - коефіцієнт нерівномірності розподілу зсувних зусиль між зв'язками зрушення при вигині розподіленим навантаженням і розстановці зв'язків зсуву зі змінним кроком;
T c = Т н * n н = 1.4 * 6 = 8.4 кН - несуча здатність нагельних пластини;
Т н = 1.4 кН - несуча здатність одного нагеля;
n н = 6 - кількість нагелів на нагельних пластині Ст6Г6к.
Приймаються кількість зв'язків на напівдовгому: n c = 8. Загальна кількість зв'язків по всій довжині подовжнього ребра: n к = 2n c +1 = 17.
Додаткова зв'язок встановлюються в середині прольоту для закріплення поперечного ребра і для зменшення напружень у верхньому елементі поздовжнього ребра від місцевого вигину.
Перевірочний розрахунок прийнятих конструктивних параметрів:
Напруга в стержні цілого перерізу:
;
Зсувна сила на напівдовгому стержня:
;
Прогин цілого стрижня (без урахування зрушень)
;
Сумарна жорсткість засобів з'єднання:
k c = n c T c / d c = 8 ∙ 8.4 / 0.1 = 672.0 кН / см;
Деформативність засобів з'єднання (при n c = 8):
;
Взаємне зміщення елементів (при k c = 0):
;
Зсув елементів у складеному стрижні (при n c = 8):
;
Параметр m w 1 (для визначення k w 1):
;
Параметр m w 2 (для визначення k w 2):
;
Коефіцієнт впливу податливості:
;
Параметр m j (для визначення коефіцієнта k j):
;
Коефіцієнт впливу податливості зв'язків:
;
Перше граничний стан (міцність нормальних перерізів):

g n = 0.95 - коефіцієнт надійності за призначенням для II класу надійності [2, дод. 7 *];
Перше граничний стан (міцність засобів з'єднання):

Друге граничний стан (прогин поздовжнього ребра панелі):

Визначення розрахункових координат зв'язків зсуву:
, Де
до +1 - порядковий номер зв'язку; к = 0 ... 7.
Визначення відстані між зв'язками:

Відстань від торця складових елементів до першого нагельного коннектора (к = 0) приймається рівним: S = 9d = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ atter \ \ КДП. xls "" 1! R168C3 "\ * MERGEFORMAT 5.400 м.
Координати зв'язків зсуву і відстані між ними показані в табл. 2 і на малюнку 2, ст.
Таблиця 2. Координати зв'язків зсуву і відстань між ними
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ atter \ \ КДП.xls" "1! R166C2: R168C11" \ * MERGEFORMAT
Порядковий номер зв'язку, k
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Координати зв'язків зсуву, X
0.000
23.856
48.098
73.170
99.667
128.511
161.428
202.805
299.000
Відстань, S
5.400
23.856
24.241
25.072
26.497
28.844
32.917
41.377
96.195
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ atter \ \ КДП.xls" "1! R166C2: R168C14" \ * MERGEFORMAT
Визначення напруги в стислій (верхньої) зоні верхнього елемента поздовжнього ребра (h 2 = 12.5 см) від місцевого вигину на прольоті між нагельних пластинами: S 8-9 = 96.195 см:

Сумарні напруги у верхньому поясі:

Міцність і жорсткість поздовжнього ребра з прийнятими розмірами поперечного перерізу та загальною кількістю зв'язків зсуву на напівдовгому одній площині з'єднання забезпечені.

а) каркас плити покриття

б) вузол сполучення поздовжнього і поперечного ребер каркаса

в) поздовжнє ребро каркасу
Рис. 2. Плита покриття ПП

3. Проектування кроквяної ферми

Згідно з завданням - ферма трикутної форми з розрахунковим прольотом: L о = 16.800 м,
зі стрілою підйому: f = 2.950 м.

Рис. 3. Геометрична схема ферми

3.1. Збір навантажень

Згідно з [2], статичний розрахунок кроквяної ферми прийнятої геометрії виробляється на дію постійних і снігового навантаження (прикладеної по всьому прольоту і на його половині).
Таблиця 3. Збір навантажень на кроквяну ферму
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ atter \ \ КДП.xls" "2! R4C4: R10C9" \ * MERGEFORMAT
Вид навантаження
Навантаження, кН / м 2
Погонна навантаження, кН / м
Нормативна
? F
Розрахункова
Нормативна
Розрахункова
Покриття
0.444
0.508
2.664
3.046
Власний вага ферми
0.094
1.1
0.104
0.566
0.622
Разом постійні:
0.538
-
0.611
3.230
3.668
Снігове навантаження
1.680
2.400
10.080
14.400
РАЗОМ:
2.218
3.011
13.310
18.068
При визначенні погонного навантаження враховується, що крок несучих конструкцій L к = 6.000 м.
Власний вага ферми:
k j = 2,5 - коефіцієнт «власної ваги» ферми, що залежить від типу конструкції.

Коефіцієнт надійності за навантаженням: γ f = 1.6, тому що g / p = 0.092 / 1.648 = 0.056 <0.8 [2, п.5.7]

Рис. 4. Розрахункова схема ферми

3.2. Статичний розрахунок ферми

Таблиця 4. Статичний розрахунок кроквяної ферми
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ atter \ \ КДП.xls" "3! R5C2: R18C11" \ * MERGEFORMAT
Стрижень
Від одиничної навантаження 1 кН / м
Постійне навантаження,
q = 3.368 кН
Снігове навантаження,
q = 14.400 kH
Розрахункове зусилля
Зліва
Праворуч
Проліт
Зліва
Праворуч
Проліт
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Верхній пояс
1-2
-13.93
-6.630
-20.56
-75.411
-200.592
-95.472
-296.064
-371.475
2-4
-13.93
-6.630
-20.56
-75.411
-200.592
-95.472
-296.064
-371.475
4-6
-6.63
-13.930
-20.56
-75.411
-95.472
-200.592
-296.064
-371.475
6-7
-6.63
-13.930
-20.56
-75.411
-95.472
-200.592
-296.064
-371.475
Нижній пояс
1-3
12.58
6.300
18.88
69.249
181.152
90.720
271.872
341.121
3-5
6.30
6.310
12.61
46.251
90.720
90.864
181.584
227.835
5-7
6.30
12.580
18.88
69.249
90.720
181.152
271.872
341.121
Розкоси
2-3
-4.20
0.000
-4.20
-15.405
-60.480
0.000
-60.480
-75.885
5-6
0.00
-4.200
-4.20
-15.405
0.000
-60.480
-60.480
-75.885
3-4
7.55
-0.010
7.54
27.655
108.720
-0.144
108.576
136.231
4-5
-0.01
7.550
7.54
27.655
-0.144
108.720
108.576
136.231

3.3. Конструктивний розрахунок верхнього пояса


Рис. 5. Розрахункова схема верхнього пояса
Попередні геометричні розміри поперечного перерізу складових елементів і перетину в цілому:

Механічні характеристики деревини: сосна 2-го сорту; R з = R і = 1.5 кН / см 2; Е = 450 кН / см 2
Характеристики засобів з'єднання: нагельних пластини Ст9Г6к; d = 6 мм; n н = 9; Т н = 1.4 кН; Т з = Т н d = 1.4 ∙ 9 = 12.6 кН; d з = 0.1 см; D з = 0.2 см.
Поздовжня сила: N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "2! R48C3" \ * MERGEFORMAT \ h371.475 kН ; Максимальний згинальний момент від поперечного навантаження:

Для зменшення величини згинального моменту використовується ексцентричне поєднання панелей верхнього пояса у вузлах ферми через жорсткі торцеві діафрагми. Мінімально допустима висота діафрагми визначається з розрахунку опорного торця панелі на зминання:

Поздовжня сила передається торцях нижнього і верхнього складових елементів - брусів - для зниження загальної кількості зв'язків зсуву внаслідок сприйняття частини зсувних зусиль по площині згуртовування торцевими діафрагмами. При такому завантаженні з'являється ексцентриситет:

x = 0.6 - коефіцієнт деформаційних збільшень згинальних моментів.
Висота опорної діафрагми:

За конструктивним вимогам:

Розрахункова висота діафрагми прийнята: h т = 19.0 см. Геометричний розмір діафрагми 19.5 см, з урахуванням зазору між брусами, рівний товщині нагельних пластини: t н.п. = 0.5 см.
Визначення моменту, утвореного за рахунок ексцентричного стиснення панелі верхнього пояса:

Сумарна зсувна сила на напівдовгому площині з'єднання панелі верхнього пояса як стрижня цілого перерізу:
від поперечного навантаження:

від згинального моменту М е з урахуванням навантаження через діафрагми:

Розрахункова кількість зв'язків зсуву, необхідне для сприйняття сил, що зсувають на напівдовгому стрижня (з урахуванням їх деформаційних збільшень):

Кількість зв'язків зсуву, що підлягають встановленню (з урахуванням роботи опорних діафрагм, що перекривають площину згуртовування):

k д q = 0.833 - коеф. роботи опорних діафрагм при вигині під розподіленими навантаженнями.
Перевірочний розрахунок прийнятих конструктивних параметрів:
Напруга стиснення в складових елементах:
;
Жорсткість засобів з'єднання на напівдовгому:
;
Деформативність з'єднання по шву:
;
Взаємне зміщення елементів (при n c = 0):
;
Взаємне зміщення елементів (при n c = 15):
;
Параметр m wi (для визначення коефіцієнта k wi):
;
Коефіцієнт впливу податливості:
;
Параметр m 1 (для визначення коефіцієнта k 1):
;
Коефіцієнт впливу податливості:
;
Радіус інерції поперечного перерізу:
;
Гнучкість стрижня складеного перерізу:
;
Критична сила:
;
Коефіцієнт деформаційних приростів:
;
Згинальний момент:
;
Перше граничний стан
- Міцність нормальних перерізів:

- Міцність засобів з'єднання:

Міцність складеного стрижня за нормальними перетинах і міцність засобів з'єднання забезпечені. Перевірку стійкості плоскої форми деформування панелі верхнього поясу проводити не потрібно, тому що розкріплення зв'язками в поєднанні з поздовжніми ребрами і похилими елементами плит покриття розглядається як «суцільне».
Розрахункові координати зв'язків зсуву на напівдовгому площині згуртовування (n c '= 15):

Загальна кількість зв'язків по всій довжині панелі верхнього пояса: 2n c '+1 = 33
Відстані між нагельних пластинами:
Відстань від торців стрижня до першої пластини приймається рівним: S 1 = 9d = 5.4 см.
Таблиця 5. Координати зв'язків зсуву і відстань між ними в елементах ферми, см
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "2! R193C2: R203C10" \ * MERGEFORMAT \ h
Порядковий номер зв'язку, k
1
2
3
4
5
6
7
8
Координати зв'язків зсуву, X
0.00
8.76
17.55
26.41
35.38
44.50
53.82
63.40
Відстань, S
5.40
8.76
8.79
8.86
8.97
9.12
9.32
9.58
Порядковий номер зв'язку, k
9
10
11
12
13
14
15
16
Координати зв'язків зсуву, X
73.30
83.64
94.52
106.13
118.73
132.78
149.16
170.15
Відстань, S
9.91
10.33
10.88
11.61
12.60
14.05
16.38
20.99

3.4. Розрахунок нижнього пояса ферми

Нижній пояс ферми виконаний з прокату уголкового профілю по ГОСТ 8509-72, сталь марки ВСт3Пс6.1 за ГОСТ 1380 - 71 *, згідно [3]. Оскільки різниця у величині зусиль в окремих панелях нижнього пояса значна, зусилля визначаються в кожному елементі по окремо.
Елементи 1-3, 5-7. Розрахункове зусилля N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R10C3" \ * MERGEFORMAT \ h341.120 kН.
Необхідна площа перерізу:

g n = 0.95 - коефіцієнт надійності за призначенням для II класу надійності [2, дод. 7 *];
g з = 0.95 - коефіцієнт умов роботи [3].
R y = 23.5 кН / см 2 - розрахунковий опір сталі за межею текучості [3];
Приймаються два куточки 75х7:

Елементи 3-5. Розрахункове зусилля N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R24C3" \ * MERGEFORMAT \ h227.835 kН.
Необхідна площа перерізу:

Приймаються два куточки 70х5:

3.5. Розрахунок елементів співпрацівники решітки

Елементи 2-3, 5-6. Розрахункове зусилля N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R40C3" \ * MERGEFORMAT \ h75.885 кН. Використовуються дерев'яні елементи з поперечним перерізом: b х h = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R42C3" \ * MERGEFORMAT \ h7.5 х LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R43C3" \ * MERGEFORMAT \ h17.5 см. Розмір h = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R43C3" \ * MERGEFORMAT \ h17.5 см прийнятий з умови рівності ширині перерізу верхнього пояса ферми для спрощення вузлових сполучень. Розмір в площині b = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R42C3" \ * MERGEFORMAT \ h7.5 см прийнятий з умови розміщення болтів d = 12 мм для закріплення стійки до панелі верхнього поясу ферм, при цьому: b ³ 2 S 3 = 2 ∙ 2.5d = 6.0 cм. Матеріал - сосна 3-го сорту.
R з = 1.0 кН / см 2 - розрахунковий опір стиску [1, табл. 3].
При відсутності згинальних моментів, визначальним є розрахунок на стійкість.
Визначення гнучкості елемента (у площині ферми):

l o = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R46C3" \ * MERGEFORMAT \ h139.15 см - геометрична висота елементів 2-3, 5-6.
i min = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R47C3" \ * MERGEFORMAT \ h40.169 см - радіус інерції по меншій стороні елемента. Коефіцієнт поздовжнього згину:

Розрахунок стійкості елемента прийнятого перерізу:

Елементи 3-4,4-5. Розрахункове зусилля N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R54C3" \ * MERGEFORMAT \ h136231.41 Н. У зв'язку з великою величиною зусиль розтягу ці елементи доцільно виготовляти з двох арматурних стержнів класу AI. Необхідна площа поперечного перерізу:

g n = 0.95 - коефіцієнт надійності за призначенням для II класу надійності [2, дод. 7 *];
R s = 36.5 кН / см 2 - розрахунковий опір розтягуванню для арматури AI за [3, табл. 22 *];
g з = 0.85 - коефіцієнт нерівномірності розподілу зусиль між окремими, спільно працюють, гнучкими елементами (арматурними стрижнями) за [3].
Приймаються 2 стрижня арматури класу A-III Æ14 з A s = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R61C3" \ * MERGEFORMAT \ h5.090 см 2> А тр = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "4! R59C3" \ * MERGEFORMAT \ h4.171 см 2.

3.6. Розрахунок і конструювання вузлів ферми

3.6.1. Опорний вузол

Конструювання і розрахунку підлягають: опорна торцева діафрагма, опорна пластина, ребра жорсткості, зварні шви.
Опорна торцева діафрагма
Ширина опорної торцевої діафрагми дорівнює ширині верхнього пояса: b д = b n = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R7C3 "\ * MERGEFORMAT \ h17.5 см, висота діафрагми: h д = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 5! R8C3 "\ * MERGEFORMAT \ h19 см, (розрахункова висота діафрагми: h д = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 5! R8C3 "\ * MERGEFORMAT \ h19 см, див. вище, у розрахунку верхнього пояса ферми).
Товщина торцевої діафрагми визначається з розрахунку окремих її ділянок на поперечний вигин під дією рівномірно розподіленого навантаження, величина якої на одиничну ширину платівки чисельно дорівнює контактним напруженням стиснення у верхньому поясі ферми:

Максимальний згинальний момент на одиничну смугу торцевої діафрагми, як платівки, опертої за трьома сторонами, із співвідношенням розмірів b д / a д = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 5! R17C3 "\ * MERGEFORMAT \ h4.000, при якому чисельний коефіцієнт b = 0.133:

Необхідна товщина торцевої діафрагми:


Рис. 6. Опорний вузол ферми
Опорна пластина
Розміри опорної пластини в плані визначаються з наступних геометричних і конструктивних уявлень:
ширина пластини b п (розмір з площини) приймається з урахуванням необхідності фланцевих виступів (за габарити верхнього поясу) при розміщенні кріпильних (по відношенню колоні) болтів. Поставивши собі за діаметром цих болтів d = 20 мм і, враховуючи розміри стандартних шайб: b ш = 4d = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП. xls "" 5! R32C3 "\ * MERGEFORMAT \ h8 см, визначається ширина виступів: b a = 4d + 0.5d = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 5! R32C3 "\ * MERGEFORMAT \ h8 +1.0 = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП . xls "" 5! R33C3 "\ * MERGEFORMAT \ h9.0 см і ширина опорної пластини: b n = b n   + 2b a = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R34C3" \ * MERGEFORMAT \ h17.5 + 2 ∙ LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R33C3" \ * MERGEFORMAT \ h9.0 = LINK Msxml2.SAXXMLReader .5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R35C3" \ * MERGEFORMAT \ h35.5 см, довжина опорної пластини і розміри її окремих ділянок визначаються з геометричних побудов з урахуванням центрування всіх несучих елементів вузлового сполучення і розрахунковим забезпеченням міцності деревини в оголовку колони при торцевому зминанні під дією поздовжньої сили в колоні.
Прийнята довжина опорної пластини: L n = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R37C3" \ * MERGEFORMAT \ h15 см.

- Опорна реакція кроквяної ферми з урахуванням карнизів будівлі. Визначення згинаючих моментів для смуги одиничної ширини кожної з пластин на окремих ділянках:
· Ділянку 1:

· Ділянка 2: згинальний момент визначається з розрахунку консолі з розрахунковим вильотом: l к = 9.0 см.

На третьому ділянці контактні напруги суттєво менша за величиною і, тому, не враховуються при розрахунку пластини на поперечний вигин. Необхідна товщина опорної пластини:

Приймаються товщину пластини t п = 1.6 см.
Ребра жорсткості, фасонки
Визначення геометричних розмірів і форми бічних накладних фасонок (з урахуванням положення фіксуючих болтів по відношенню до складових елементів). Товщина ребер жорсткості і фасонок приймається конструктивно: t = 5 мм.
Зварні шви
При прийнятої товщині фасонок і полиць прокату кутового профілю визначається висота зварних швів: h ш = 6 мм. Визначення довжини зварних швів: з'єднання куточків нижнього пояса при зусиллі: N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R77C3 "\ * MERGEFORMAT \ h341.121 кН:

З'єднання ребер жорсткості з діафрагмою і опорною пластиною при N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R77C3" \ * MERGEFORMAT \ h341.121 кН:

Довжина зварних швів з кожної сторони кожного з ребер жорсткості, з одного боку фасонок:

3.6.2. Проміжний вузол ферми по верхньому поясу

Розрахункові зусилля: N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R95C3" \ * MERGEFORMAT \ h75.885 кН - для майданчика зминання; скатна складова (для розрахунку болтів): Т = N sina = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R95C3" \ * MERGEFORMAT \ h75.885 * sin LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R96C3 "\ * MERGEFORMAT \ h18.433 0 = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 5! R97C3 "\ * MERGEFORMAT \ h23.994 kН.
Розрахунок опорної стійки
Зусилля стиснення: N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R95C3" \ * MERGEFORMAT \ h75.885 kН передається на деревину верхнього пояса за допомогою «торцевого упора» через опорну діафрагму. Кут зминання деревини верхнього пояса: a = 90 0-LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R96C3" \ * MERGEFORMAT \ h18.433 0 = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R99C3" \ * MERGEFORMAT \ h71. 567 Розрахунковий опір деревини зминанню:

R см a = 0.400 кН / см 2 - розрахунковий опір місцевим зминанню під шайбами ​​під кутом 90 °
до волокон деревини.
Необхідна площа зминання:
Довжина площадки зминання (при b см = b п = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R109C3" \ * MERGEFORMAT \ h17.5 см):
Приймаються l т = 9.5 см. Товщина опорної діафрагми приймається з конструктивних міркувань: t т = 5 мм.

Рис. 7. Проміжний вузол ферми по верхньому поясу
Розрахунок стрижневих нагелів
Попереднє значення діаметра стержневих нагелів: d = 20 мм. Розрахункова несуча спроможність на один зріз нагеля при дії зусилля під кутом: a з = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5 ! R99C3 "\ * MERGEFORMAT \ h71.567 (k a = 0.6):
за умовами зминання: Т см = 0.5 b n dk a = 0.5 ∙ LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R117C3 "\ * MERGEFORMAT \ h17.5 ∙ 2 ∙ 0.6 = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 5! R118C3 "\ * MERGEFORMAT \ h10.500 kН;
- За умови вигину:
Необхідну кількість нагельних болтів (n s = 2):
Приймаються 2Æ20. Для забезпечення необхідної жорсткості вузла з площини ферми використовуються дерев'яні накладки перетином 50х15 см, із закріпленням їх з елементами верхнього пояса за допомогою болтів діаметром 20 мм.

3.6.3. Коньковий вузол ферми

Конструювання і розрахунок вкладиша
Товщина діафрагми: t д = 1 cм, ребер жорсткості: t p = 0.5 см.
Розрахунок центрового болта
Зусилля N 4-5 = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R128C3" \ * MERGEFORMAT \ h136.231 kН, n s = 2 - число зрізів. Необхідний діаметр центрового болта:

Приймаються центровий болт Æ26 мм.
Товщина крайніх (робочих) ребер вкладиша визначається з розрахунку болтового з'єднання на зминання під дією рівнодійної зусиль:

Товщина крайніх ребер вкладиша: t р = 1 см, проміжних: t = 0.5 см.
Конструювання і розрахунок фасонок
Товщина фасонок, прилягають до вузла розтягнутих розкосів 3-4, 4-5 визначається з розрахунку на зминання отворів для центрового болта під дією зусилля: N 4-5 = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 5! R128C3 "\ * MERGEFORMAT \ h136.231 Н:


Рис. 8. Коньковий вузол ферми
Прийнята товщина фасонок: t ф = 1 см. Ширина фасонок визначається з розрахунку на розтяг з урахуванням ослаблення отвором під центровий болт Æ26 мм:

По конструктивних міркувань (з умови забезпечення необхідних відстаней від болта до країв металевих пластин):

Розрахунок зварних швів
Довжина зварних швів (два шви на кожній фасонки) при з'єднанні арматурних стержнів і фасонок елементів співпрацівники решітки:

Прийнята довжина кожного із зазначених швів: l ш = 5.60 cм.

3.6.4. Проміжний вузол по нижньому поясу

Розрахунок торцевого спирання стійки 2 - 6:
Розрахункове зусилля: N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R178C3" \ * MERGEFORMAT \ h75.885 kН . Визначення напруги зминання (при розмірах опорної пластини в плані (LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R179C3" \ * MERGEFORMAT \ h17.5 х LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R180C3" \ * MERGEFORMAT \ h9.5 ):

Для зменшення згинального моменту в опорній пластині, з внутрішньої сторони вводимо два куточки, зварених з опорною пластиною, накладкою і додатковим ребром жорсткості. Ширина вільного, непідкріпленої полицями, ділянки визначається розміром:
а = b n - 2b y = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R186C3" \ * MERGEFORMAT \ h17 .5 -2 * LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R187C3" \ * MERGEFORMAT \ h7 = LINK Msxml2 . SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R188C3" \ * MERGEFORMAT \ h3.50 cм
Приймаючи одне ребро жорсткості отримуємо, що «глибина» ділянки b = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "5! R189C3" \ * MERGEFORMAT \ h5 cм:

Необхідна товщина опорної пластини:
Конструктивно приймаємо товщину опорної пластини: t n = 5 мм, товщина додаткового ребра жорсткості: t р = 5 мм.

Рис. 9. Проміжний вузол по нижньому поясу

4. Проектування колони

Колони споруди, в статичному плані є складовою частиною його рамного поперечника, і, тому, зусилля в колоні визначаються лише в результаті розрахунку статично невизначеної конструктивної системи.

Рис. 10. Розрахункова схема колони

4.1. Збір навантажень

Інтенсивність вертикальних навантажень від ваги покриття конструкцій і ферми визначаються, використовуючи дані таблиці 3.
Таблиця 6. Збір навантажень на колону
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R6C4: R12C10" \ * MERGEFORMAT \ h
Вид навантаження
Погонна навантаження, кН / м
Вантажна ширина, м
Зусилля, кН
Нормативна
Розрахункова
Нормативні
? F
Розрахункові
Власний вага покриття
3.230
3.668
8.80
28.421
32.277
Власний вага колони
0.515
1.1
0.567
Разом постійні:
28.936
32.843
Снігове навантаження
10.080
14.400
8.80
88.704
126.720
РАЗОМ:
117.640
159.563
Нормативна маса колони, завдовжки: Н до = 400 см і поперечним перерізом: b до h к = 15х15 см становить: G к = 0.515 кН; g = 500 кг / м 3 - питома вага деревини. Вантажна ширина - з урахуванням карнизних ділянок покриття: (17.0 + 0.6) / 2 = 8.80 м
Визначення вітрового навантаження за [2, форм. 6]:
w i = g f ω про kc iк, де:
g f = 1.4 - коефіцієнт надійності за вітрового навантаження [2, п. 6. 11];
ω о = 0.230 кН / м 2 - нормативний швидкісний тиск вітру для м. Н. Новгород за [2, табл. 5, дод. 5];
k = 0.65 - коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску по висоті до 5 м;
з i - аеродинамічний коефіцієнт [2, дод. 4];
к = 6.0 м - крок колон за завданням.
Таблиця 7. Вітрові навантаження на колону
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R16C4: R19C10" \ * MERGEFORMAT \ h
Вид навантаження
Нормативна інтенсивність
С е
До
? F
Розрахункова інтенсивність, кН / м
кН / м 2
кН / м
Навітряні тиск
0.230
0.920
0.8
0.65
1.4
0.670
Підвітряні тиск
0.230
0.920
0.6
0.65
1.4
0.502
Враховуючи приблизна рівність коефіцієнтів з е1 і з е2 по покриттю, впливом горизонтальних складових вітрового навантаження нехтуємо.

4.2. Визначення згинаючих моментів у колонах

Нормальна жорсткість ригеля EI р приймається нескінченно великою. Визначення значень невідомих зусиль, прикладених в напрямках поздовжньої осі ригеля від вітрового тиску:

Максимальний згинальний момент в опорному перерізі колони від вітрового тиску на рівні обрізу фундаментів L к = 350 см:

4.2.1. Розрахункові поєднання навантажень

Можливі поєднання впливають на колону постійних і тимчасових навантажень.
1. Постійна і одна тимчасова (коефіцієнт поєднання навантажень: з = 1.0):
a) постійна + снігова:
N а = N max = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R10C10" \ * MERGEFORMAT \ h32.843 + LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R11C10" \ * MERGEFORMAT \ h126.720 = LINK Msxml2.SAXXMLReader .5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R38C3" \ * MERGEFORMAT \ h159.563 кН;
М а = 0
b) постійна + вітрова:
N а = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R44C3" \ * MERGEFORMAT \ h33.513 кН;
М а = M max = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R45C3" \ * MERGEFORMAT \ h485.576 кН ∙ см
2. Постійна + снігова + вітрова (коефіцієнт поєднання навантажень: з = 0.9):
N а = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R10C10" \ * MERGEFORMAT \ h32.843 + 124.312 ∙ 0.9 = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R50C3" \ * MERGEFORMAT \ h146.891 кН;
М а = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R45C3" \ * MERGEFORMAT \ h485.576 ∙ 0.9 = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R51C3" \ * MERGEFORMAT \ h437.018 кН ∙ см

4.2.2. Конструктивні параметри колони

Перевірка прийнятого перерізу. Достатній радіус інерції поперечного перерізу:
, Де:
m z = 2 - коефіцієнт приведення довжини в площині вигину;
l пр = 120 - обмеження граничної гнучкості стиснутих і стиснуто-зігнутих елементів.
Необхідна висота поперечного перерізу колони:

Розрахунок аналогічно з площини вигину, при m у = 1:
Необхідна ширина поперечного перерізу колони:
Приймаються висоту перерізу колони: h к = 30 см, тобто h 1 = h 2 = 15 см завширшки перетину: b к = 15 см. Геометричні параметри поперечного перерізу:

Матеріал - сосна 2-го сорту; R з = R і = 1,5 кН / см 2; Е = 450 кН / см 2. Характеристики
засобів з'єднання: нагельних пластини НПСТ12Г6к; d = 6 мм; n н = 12; Т н = 1.4 кН; Т з = Т н d = 1.4 ∙ 12 = 16.8 кН; d з = 0.1 см; D з = 0.2 см.
Розрахункова кількість нагельних пластин по довжині площині з'єднання елементів:

приймаємо 10 нагельних пластин.
М = W ц R c - віртуальний згинальний момент можливий при втраті стійкості колони.

4.5. Конструктивний розрахунок колони

Розрахунок колони виробляється при двох сочтаніях навантажень: N max - M соотв поєднання 1а; М max - N соотв поєднання 2. З двох варіантів 1б і 2 найбільш небезпечним є останнє, тому що при майже однакових згинальних моментах: 1б - М а = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 6! R45C3 "\ * MERGEFORMAT \ h485.576 кНсм, 2 - М а = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 6! R51C3 "\ * MERGEFORMAT \ h437.018 кНсм, поздовжня сила в поєднанні 2 - N а = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 6! R50C3 "\ * MERGEFORMAT \ h146.891 кН, істотно вище, ніж у поєднанні 1б - N а = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0" C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls "" 6! R44C3 "\ * MERGEFORMAT \ h33.513 кН; в результаті чого збільшується і напругу стиску і величина розрахункового згинального моменту, що визначається з урахуванням деформаційних збільшень.

4.5.1. Розрахунок колони при поєднанні навантажень 1а (центральний стиск)

Розрахункові зусилля: N a = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R38C3" \ * MERGEFORMAT \ h159.563 кН; М а = 0. Напруга від згинального моменту при такому варіанті завантаження істотно менше напруги від поздовжнього стиснення:
,
тобто, згідно [1, п. 14.17.5], проводиться розрахунок колони як центрально-стиснутого стержня.
Перевірочний розрахунок прийнятого поперечного перерізу складових елементів.
Жорсткість прийнятих засобів з'єднання:
;
Деформативність з'єднання по шву:
;
Зсув складових елементів:
;
Зсув у складеному стрижні (при n c = 5):
;
Параметр m i (для визначення коеф-та k i):
;
Коефіцієнт приведення:
;
Гнучкість колони в площині згину:

Критична сила (розрахунок на стійкість):

Стійкість колони з прийнятим перетином у площині рамного поперечника забезпечена

4.5.2. Розрахунок колони при другому поєднанні навантажень (стиск із вигином)

Розрахункові зусилля: N a = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R149C3" \ * MERGEFORMAT \ h146.891 кН; М а = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R158C3" \ * MERGEFORMAT \ h437.018 кНсм 2. Так як поздовжня сила в колоні формується постійними і сніговими навантаженнями, то коефіцієнт, що враховує вплив тривалої навантаженості на опір стисненню: m н = 1. А згинальний момент формується короткочасним вітровим тиском і коефіцієнт m ні = 1.2.
Напруга стиснення у складових елементах:

Узагальнена жорсткість зв'язків зсуву:

Деформативність зв'язків зсуву прийнятої жорсткості:

Зсув складових елементів в стержні пакеті:

Зсув складових елементів у складеному стрижні:

Параметр m w:
m w = n - 1 = 2 - 1 = 1
Коефіцієнт приведення до w

Параметр m w1
m w1 = n 2 - 1 = 4 - 1 = 3
Коефіцієнт приведення до w1:

Гнучкість складеного стержня:

Критична сила N кр:

Коефіцієнт впливу деформаційних приростів:

Деформаційний згинальний момент:

Перше граничний стан.
· Міцність нормальних перерізів:

· Міцність засобів з'єднання

Несуча здатність колони з прийнятими конструктивними параметрами забезпечена, є запас міцності за нормальними перетинах і міцності засобів з'єднання.

4.5.3. Розстановка нагельних пластин

Розрахункові координати зв'язків зсуву НПСт12Г6:
Відстані між нагельних пластинами:
Відстань від торців стрижня до першої пластини приймається рівним: S 1 = 9d = 5.4 cм.
Таблиця 8. Координати зв'язків зсуву і відстань між ними в елементах ферми
LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "6! R227C2: R229C12" \ * MERGEFORMAT \ h
Порядковий номер зв'язку, k
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Координати зв'язків зсуву, X
0
12.13
24.29
36.50
48.80
61.22
73.78
86.54
99.52
112.79
Відстань, S
9.00
12.13
12.16
12.21
12.30
12.42
12.57
12.75
12.98
13.26

4.6. Проектування бази колони

Передумови проектування вузла примикання колони з фундаментом:
1) стискаюча компонента зусиль, що виникають від поздовжньої сили і згинального моменту з урахуванням деформаційних збільшень, сприймається за допомогою контактного сполучення торця колони і фундаменту;
2) розтягувальна компонента тих же зусиль сприймається за рахунок працюючих на розтяг анкерних болтів, що закріплюються в колоні за допомогою металевих черевиків і нагельних болтів.
Параметри напруженого стану, викликані дією прикладених силових факторів визначається за методом еквівалентних перерізів, приймаючи, що рівнодіюча розтягуючих напружень від згинального моменту розташовується по координатної лінії анкерних болтів, розміщеної в розтягнутій зоні перерізу.

Рис. 00. Розрахункова схема анкерних болтів

4.6.1. Конструктивний розрахунок анкерних болтів

Для зручності розміщення стінових панелей, анкерні болти розміщуються на бічних площинах колони, із зміщенням від розтягнутої кромки перетину на відстань А. Задавшись діаметром нагельних болтів d = 14 мм, визначається мінімально допустима відстань а до краю колони: a> S3 = 2,5 d = 3.5 см.
У підсумку виходять необхідні для розрахунку геометричні параметри:

Зусилля розтягування в анкерних болтах визначається для двох поєднань навантажень:
· Поєднання 2 постійна + снігова + вітрова навантаження:
N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R13C3" \ * MERGEFORMAT \ h146.891 кН; М = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R15C3" \ * MERGEFORMAT \ h437.018 кНсм 2;
М деф = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R17C3" \ * MERGEFORMAT \ h924.323 кНсм 2; K w = 0.926
N a =-0.5N + М деф / k w e;
N a = -0.5 ∙ LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R13C3" \ * MERGEFORMAT \ h146.891 + LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R17C3" \ * MERGEFORMAT \ h924.323 / (0.928 ∙ 20 ) = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R18C3" \ * MERGEFORMAT \ h-26.463 кНсм
· Поєднання 1б постійна + вітрова навантаження:
N = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R21C3" \ * MERGEFORMAT \ h33.513 кН; М = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R20C3" \ * MERGEFORMAT \ h485.576 кНсм 2;
М деф = М / x = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R20C3" \ * MERGEFORMAT \ h485. 576 / LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R23C3" \ * MERGEFORMAT \ h0.904 = LINK Msxml2. SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R24C3" \ * MERGEFORMAT \ h537.108 кНсм 2
N a =-0.5N + М деф / k w e;
N a = -0.5 ∙ LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R21C3" \ * MERGEFORMAT \ h33.513 + LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R24C3" \ * MERGEFORMAT \ h537.108 / (0.928 ∙ 20 ) = LINK Msxml2.SAXXMLReader.5.0 "C: \ \ Мої документи \ \ ІСФ \ \ Конструкції з дерева і пластмас \ \ hatter \ \ КДП.xls" "7! R25C3" \ * MERGEFORMAT \ h10.544 кНсм - N max
Необхідна площа поперечного перерізу анкерних болтів:

k o = 0.8 - коефіцієнт впливу концентрації напружень в перерізах з гвинтовою нарізкою;
k з = 0.85 - коефіцієнт умов роботи спарених тяжів.
Приймаються 2 анкерних болта класу AI Æ14 з A нт = 3.080 см 2> А тр = 0.689 см 2

4.6.2. Конструктивний розрахунок башмака колони

Розрахунок нагельних болтів
Визначення кількості болтових нагелів, необхідних для закріплення металевих накладок до стовбура колони:
, Де:
Т б = 2.5 ∙ 2 лютого = 10.0;
N a max = 10.544 kH.
Приймаються 2 анкерних болта класу AI Æ14.
Розрахунок листових накладок
Необхідна площа перерізу накладок:

Приймаються накладку b н = 50 мм, товщина накладки t н = 0.5 мм.
А нт = t н [b н - 0.5d - 0.3] = 0.5 ∙ (5 - 2.3) = 1.350 см 2
Розрахунок монтажних столиків
Розміри монтажного столика в плані визначається з умови розміщення шайби під анкерний болт, діаметром 14 мм: а> 4d = 56 мм. Приймаються монтажний столик, розміром 80 х 100 мм. Визначення напруги зминання, що виникає по площині контакту між шайбами ​​і монтажним столиком по дією анкерних зусиль:

Згинальний момент для одиничної смуги монтажного столика як пластини, підкріпленої за трьома сторонами, і співвідношенням розмірів в плані:

Необхідна товщина монтажного столика

Приймаються t см = 10 мм.

4.6.3. Міцність контактних сполучень по обрізу фундаменту

Максимальні напруги стиснення по обрізу фундаменту:

Фундаменти виконані з бетону класу В20 з розрахунковим опором місцевим зминанню при співвідношенні площ фундаменту і колони А ф / А к = 2:

Так як розрахунковий опір бетону менше розрахункового опору деревини подовжньому стиску (зминанню) R c = 1.5 кН / см 2, перевірка міцності має вигляд:
,
Тобто міцність контактної сполучення деревини і бетону по обрізу фундаменту забезпечена.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. СНиП II-25-80 «Дерев'яні конструкції» - М.: Стойіздат, 1982.
2. СНиП 2.01.07-85 «Навантаження і впливи» - М.: Изд. ЦНИТе, 1985.
3. СНиП II-23-81 «Металеві конструкції» - М.: Стойіздат, 1982.
4. Методичні вказівки до курсового проекту по конструкціях з дерева і пластмас «Несучі дерев'яні конструкції із з'єднаннями на нагельних коннекторах» - К.: ВДУ, 2000 р.
5. Посібник з проектування дерев'яних конструкцій до СНіП II-25-80 - М.: Стройиздат, 1986.
6. «Конструкції з дерева і пластмас» - М.: Стройиздат, 1986.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Будівництво та архітектура | Курсова
239.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок і конструювання несучих конструкцій одноповерхової промислової будівлі
Розрахунок і конструювання сталевих несучих елементів
Проект візки електровоза і розрахунок основних несучих елементів
Розрахунок і конструювання збірних і монолітних залізобетонних конструкцій каркасу одноповерхової
Конструювання і розрахунок зовнішніх огороджуючих конструкцій будівлі систем опалення та вентиляції
Стан несучих конструкцій культурно-розважального комплексу
Розр т і конструювання збірних і монолітних залізобетонних конструкцій каркасу одноповерхової виробничої
Використання керуючих конструкцій Опис основних керуючих конструкцій
Розрахунок і конструювання радіопередавача
© Усі права захищені
написати до нас