Проектирование кровельных конструкций и несущего каркаса здания (стр. 4 из 5)

,

Подставим

, .

При расчете элементов переменного по высоте сечения, не имеющих закреплений из плоскости по растянутой кромке или при числе закреплений

, коэффициенты и - следует дополнительно умножать, соответственно, на коэффициенты и в плоскости (по табл.1 и 2 Приложения 4 СНиП II-25-80):

.

Тогда

Подставим значения в формулу:

и получим:

2) Производим проверку устойчивости плоскости формы деформирования растянутой зоны на расчетной длине

, где имеются закрепления растянутой зоны.

Гибкость:

;

Коэффициент

: ;

Коэффициент

: .

При закреплении растянутой кромки рамы из плоскости, коэффициент

необходимо умножать на коэффициент (формула 34 СНиП II-25-80), а - на коэффициент (по формуле 24 того же СНиП).

Поскольку верхняя кромка рамы раскреплена прогонами и число закреплений

, величину следует принимать равной 1, тогда:

;

,

Где

, - количество закрепленных точек растянутой кромки.

;

.

Тогда расчетные значения коэффициентов

и примут следующий вид:

Подставляя эти значения в исходную формулу проверки устойчивости плоской формы деформирования, получим:

,

т.е. общая устойчивость плоской формы деформирования рамы обеспечена с учетом наличия закреплений по наружному контуру.

3. Расчет и конструирование узлов гнутоклееной трехшарнирной рамы

3.1 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.

3.2 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.