Конструирование и расчет узлов фермы.

Коньковый узел решается при помощи стального крепления с диафрагмой треугольного сечения, в которую упирается торец верхнего пояса и опирается шайба тяжа средней стойки.

Промежуточные узлы верхнего и нижнего поясов фермы решаются с помощью стальных креплений, присоединение к которым сжатых раскосов производится лобовыми упорами и болтами.

Подбор площади сечения торцов лобовых упоров раскосов при смятии вдоль волокон. Максимальная сжимающая сила Расчётное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон: с учётом коэффициентов и :

;

Требуемая площадь смятия:

Принятые размеры сечения:

Расчётная площадь сечения:

Болтовые соединения металлических пластин с древесиной расчитываются в зависимости с п. 9.4.68, 9.4.61, 9.4.1.14 (соединения нагельного типа).

Расчетную несущую способность односрезного надела следует принимать равной наименьшему значению из формул:

где расчетное сопротивление смятию древесины в глухом нагельном гнезде для односрезных соединений, принимаемый по табл. 9.1 (3):

толщина более тонкого элемента в односрезных соединениях:

диаметр нагеля:

коэффициент, учитывающий угол между силой и направлением волокон; определяемый по табл. 9.3 (3)

максимальное значение коэффициента, зависящего от отношения толщины более тонкого элемента к диаметру нагеля, принимаемое в соответствии с п. 9.4.8.3:

- расчётное сопротивление изгибу нагеля, определяемое в соответствии с п.9.4.8.3:

с учётом коэффициентов и :

Тогда:

Следовательно количество нагелей в соединении можно определить по формуле 9.6(3):

;

где - расчётная несущая способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала и одинакового диаметра.

- количество швов в соединении для одного нагеля (в нашем случае );

Тогда болта;

болта;

где и - количество нагелей по оси 1 и 2;

и - расчётная несущая способность соединения на цилиндрических нагелях 1 и 2 оси.

Тогда

По таблице 9.5(3) определяем min расстояния между болтами и между кромкой и болтами:

;

4.Расчёт и конструирование колонны постоянного сечения.

Расчётную схему колонны принимаем с шарнирным соединением верха колонны и низа.

Геометрическая высота колонны, в соответствии с исходными данными:

Для принятой расчётной схемы, учитывая п.7.1.4.4(3), расчётная длина колонна определяется по формуле 7.17(3):

где - коэффициент, принимаемых по таблице 7.1(3).

Следовательно:

Далее предварительно принимаем следующие размеры колонны:

- ширина сечения по верху:

- высота сечения по верху:

- ширина сечения по низу:

- высота сечения по низу:

Колонну проектируем клеедеревянную, состоящую из досок сечением ,

Определяем положение центра тяжести колонны:так как колонна постоянного по высоте сечения, то соответственно центр тяжести колонны будет по середине её длины.

Проводим центральные оси продольного сечения колонны. В соответствии с п.7.1.4.3(3) гибкость элемента определяется по формуле 7.16(3):

где -радиус инерции сечения;

Полученная гибкость не превышает предельную (таблица 7.2(3)).

В соответствии с пунктом 7.1.4.2(3) элементы с проверяются на устойчивость по формуле 7.11(3):

где по формуле 7.12(3) – расчётное сжимающее напряжение вдоль волокон древесины;

- расчётное сопротивление древесины сжатию (по таблице 6.5(3) с учётом коэффициентов (таблица 6.6(3)) и (таблица 6.4(3)).

- коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости элемента.

, определяемая по формуле 7.15(3).

При определяется по формуле 7.14(3):

Подставим найденные данные в формулу 7.11(3):

Условие выполняется, следовательно устойчивость колонны обеспечена.

На колонну действуют следующие нагрузки:

- продольная сила , равная по величине опорной реакции фермы покрытия (по max сочетанию нагрузок):

- ветровая нагрузка в виде равномерно распределенной

Для приведения ветровой нагрузки к линейно-распределённой умножим на шаг колонн:

Тогда равномерно-распределённая нагрузка на стойку от давления ветра и откоса будут соответственно равны:

где -аэродинамический коэффициент (2).

Расчётная ветровая нагрузка от давления ветра будет:

Расчётная схема нагрузок, действующих на колонну:

Колонна является сжато-изгибаемым элементом расчёт ведём в соответствии с пунктом 7.1.9.(3). В соответствии с п. 7.1.9.1(3) при изгибе с осевым сжатием должно удовлетворяться следующее условие 7.31(3):

где (найдено ранее);

(найдено ранее);

- расчётное напряжение изгиба, определяемое по формуле 7.22(3):

где - расчётный изгибающий момент относительно соответствующей оси (оси y):

где - эксцентриситет действия силы (В нашем случае , так как сила приложена непосредственно в центре сечения колонны);

момент сопротивления сечения:

Тогда:

- коэффициент, учитывающий увеличение напряжений при изгибе по направлению соответствующей оси от действия продольной силы, определяемой по формуле 7.32(3):

(определён ранее).

Тогда подставляя все найденные значения в формулу 7.31(3) получим:

где - расчётное сопротивление древесины изгибу с учётом коэффициентов и .

Условие прочности выполняется, следовательно запроектированная конструкция колонны с сечением удовлетворяет требованиям прочности.

Расчёт на устойчивость плоской формы деформирования проводим по формуле 7.35(3):

где -показатель степени, учитывающий раскрепление растянутой кромки из плоскости (для элементов без раскрепления растянутой кромки);

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле 7.13(3) для участка длиной между закреплениями:

- т.к.:

- предварительно принимаем связи между колоннами в виде распорок, устанавливая их на середине высоты колонны, что в свою очередь уменьшает расчётную длину колонны () в двое.

Тогда находим гибкость элемента по формуле 7.16(3):

где - радиус инерции сечения;

В соответствии с п.7.1.4.2(3) элементы с проверяют на устойчивость по формуле 7.11(3):

где по таблице 7.12(3).

(найдена ранее).

Тогда находим по формуле 7.13(3), так как

Тогда проверка устойчивости:

Проверка выполняется.

- коэффициент, определяемый по формуле 7.24(3)

- коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке , определяемый по таблице 7.4(3)1.13

- коэффициент, определяемый по формуле 7.32(3):

- расчётное напряжение от изгиба, определяемое по формуле 7.37(3):

;

где

Тогда

Подставив всё в формулу 7.35(3) получим:

Условие выполняется!

Список использованной литературы

1. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» для студентов специальности Т.19.01 дневной и заочной формы обучения. Платонова Р.М. Новополоцк 2000 г.

2. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.

3. СНБ 5.05.01-2000 Деревянные конструкции. Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. Минск 2001.

4. Г.Н.Зубарев «Конструкции из дерева и пластмасс». Москва «Высшая школа» 1990 г.

5. М.Н.Мандриков

6. СНиП 2-23-81* Стальные конструкции. Москва 1990 г.

7. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» для студентов специальности 2903. Гринев В.Д. Новополоцк 1989 г.

8. Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» для студентов специальности 1202 «Промышленное и гражданское строительство». В.Н.Головач, В.Ф.Фомичев, В.В.Саяпин. Белорусский политехнический институт 1981 г.

Дата добавления: 2015-07-12