Расчет узловых соединений - Одноэтажное промышленное здание с каркасом из деревянных конструкций

Опорный узел. Расчетные усилия в узловых элементах: N1 = 178,2 кН,

N8 = 169 кН, R1 = 81,7 кН, - опорная реакция от расчетной нагрузки.

Верхний пояс фермы упирается в стальной башмак (из стали С245) (рис. 8), состоящий из нижней опорной плиты, вертикальных листов д=10 мм и приваренной к ним сверху упорной наклонной плиты, усиленной тремя ребрами жесткости д=6 мм. К вертикальным листам башмака приварены ветви нижнего пояса.

Упорная плита.

Верхнюю упорную плиту рассчитываем на изгиб приближенно как однопролетную балку с поперечным сечением изображенным на рис14.

опорный узел. 1 - фиксирующий уголок; -2 боковые фасонки; 3 - упорная плита; 4 - опорная плита; 5-тяжи нижнего пояса

Рис. 11 Опорный узел. 1 - фиксирующий уголок; -2 боковые фасонки; 3 - упорная плита; 4 - опорная плита; 5-тяжи нижнего пояса

Для создания принятого при расчете верхнего пояса эксцентриситета е=0,05 м высота упорной плиты должна быть

HП=h-2е=0,250-2*0,05=0,15м=150мм

Ширину упорной плиты принимаем по ширине сечения верхнего пояса bП=150 мм.

Площадь поперечного сечения расчетного тавра:

F=150-8+60-6*3=2280 мм2

Статический момент поперечного сечения относительно оси х1-х1 до центра тяжести сечения:

SХ1=150*8- (60+8/2)+6-3-60/2=77340 мм3

Расстояние от оси х1-х1 до центра тяжести сечения:

Y0= SХ1/F=77340/2280=34мм

к расчету упорной плиты опорного узла

Рис. 12 К расчету упорной плиты опорного узла

У1=68-34=34 мм;

Момент инерции сечения относительно оси х-х:

Момент сопротивления:

WMin= JХ/ y0=355816/34=10465.2 мм3

Напряжение смятия древесины в месте упора верхнего пояса в упорную плиту:

Принимаем пролет упорной плиты равным расстоянию между вертикальными листами в осях lП=140мм.

Погонная нагрузка на плиту:

Q=N=7.9*10-6*150=1.2*10-3 МН/мм

Изгибающий момент:

Напряжение изгиба в плите:

Условие прочности выполняется.

Опорная плита.

Горизонтальную опорную плиту (рис15) рассчитываем на изгиб под действием напряжений смятия ее основания как однопролетную балку с двумя консолями.

Максимальная опорная реакция фермы VА=81,7 кН.

Размеры опорной плиты принимаем B*l=200х270

Площадь опорной плиты

F=200-270=54000мм2=54-10-3 м2

Напряжение смятия

УCм90=VA/F=81,7-10-3/54-10-3 =1,5 МПа<RCм90/=3/0.95=3.6Мпа

Равномерно - распределенная нагрузка на балку

Q=у b=1,5-0,2=0,3 МН/м;

к расчету опорной плиты опорного узла

Рис. 13 К расчету опорной плиты опорного узла

Изгибающий момент в сечении над опорой

МК= qlК2/2=0,3*0,0652/2=0,63*10-3МНм

Изгибающий момент в середине пролета балки:

МСр= qlСр2/8- qlК2/2=(0,3-0,142)/8-(0.3*0.0652)/2=0,1-10-3 МНм

МК? МСр, следовательно расчетным является сечение над опорой.

Требуемый момент сопротивления.

WТр=МСр/R=0,1-10-3/330-0,9=3,4-10-6 м3

Требуемая толщина плиты:

Принимаем толщину плиты д=11 мм.

Рассчитываем сварные швы, прикрепляющие затяжки нижнего пояса к вертикальным фасонкам в опорном узле. Усилие на шов в верхней части тяжа. Продольная сила в нижнем поясе N=169 кН;

Т=0,7-N/2=0.7-169/2=59,15 кН;

Усилие на шов в нижней части тяжа:

Т1=-Т=169/2-59,15=25,35 кН

При длине шва в верхней части тяжа КF=3мм и сварке электродами Э50А определяем согласно п.11.2 СНиП II-23-81

LШв1=+2t=+2310-3=0,18м=180мм

Где RWf - расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу применяемое по табл. 56 СНиП II-23-81; гWf - коэффициент условия работы шва; гС- коэффициент условия работы, принимаемый по табл. 6; вF- коэффициент, принимаемый в зависимости от марки стали и вида сварки по табл. 34 СНиП II-23-81; t - наименьшая толщина соединительных элементов.

Длина шва у низа тяжа при КF=3мм

LШв1=+610-3=0,08м=80мм

Принимаем конструктивно длину швов 200 и 100 мм соответственно. Рассчитываем сварные швы прикрепляющие пластинки - ребра упорной плиты к вертикальным фасонкам (рис. 10, а) усилие, действующее на одну пластинку: N=169/3=56,3 кН;

Необходимая длина шва при кF=4мм

LШв= - 2410-3=0,13м=130мм.

Реальная длина шва составляет:

LШв=2*(40+40)=160мм>130мм

Узел нижнего пояса

Расчетные усилия в элементах: N8 = 169 кН, N7 = 106,2кН, N9 = 39,8кН, N10 = 63,9кН.

Подкос крепится к нижнему поясу с помощью стального башмака, соединенного сваркой с нижним поясом. Раскос присоединен к башмаку болтом М16.Разные диаметры нижнего пояса соединены между собой с тальным бруском со сваркой.

промежуточный узел нижнего пояса

Рис. 14 Промежуточный узел нижнего пояса

Промежуточный узел верхнего пояса. Усилие от одного элемента верхнего пояса на другой передаются лобовым упором торцов через площадки смятия, высота которых равна

Стык в узле перекрывается металлической накладкой сечением 50х200*10 мм и на болтах d = 16 мм, которые обеспечивают жесткость узла из плоскости.

промежуточный узел верхнего пояса

Рис. 15 Промежуточный узел верхнего пояса

Коньковый узел. Расчетные усилия в элементах узла равны: N2 = 166,1кН, N10= 63,9 кН. Усилие от одного элемента на другой передается лобовым упором под углом б. Площадь лобового упора равна

Расчетное сопротивление смятию при направлении усилия под углом б = 20,480 и направлению волокон древесины составит:

Проверка на смятие производится по формуле:

Ниже расчетной оси посредством двух болтов крепим с обеих сторон металлические пластины толщиной 8 мм, к которым привариваем раскосы и крепежный элемент вертикальной подвески из круглого стержня диаметром 10 мм.

Принимаем болты диаметром 16 мм для крепления металлических пластин. Равнодействующая растягивающего усилия:

Где А1 = Arctg= 36,480.

Болты передают усилие на пластины под углом 900 - А = 53,120, следовательно, КА = 0,814 по табл. 19 СНиП II-25-80. Расчетную способность болтовых соединений определяем из условий:

    - смятия древесины среднего элемента - изгиба болта

Требуемое количество болтов:

Принимаем 8 болтов диаметром 16 мм.

Минимальная длина сварных швов при катете шва KF = 4мм для крепления элементов раскоса к металлической пластине определяется по формуле:

Принимаем длину шва: LШва =4 см.

Нагельную пластину принимаем размерами 152 * 508мм

Рис. 16 Коньковый узел

Похожие статьи




Расчет узловых соединений - Одноэтажное промышленное здание с каркасом из деревянных конструкций

Предыдущая | Следующая