Утепленная клеефанерная панель покрытия

   Необходимая длина шва при k_f=6 мм

      Имеется l_ш=2*(60+60)=240 мм >77,725 мм.

      Узел   примыкания   раскоса   к   верхнему   поясу   приведен на рис. 2.5,а.    Вертикальная   стенка   металлического   вкладыша 
 
 
 

 

      Рис. 2.5. Узел примыкания раскоса к верхнему поясу.

а — конструкция  узла; в — узловой вкладыш; в — наконечник раскоса; г — подвеска нижнего пояса.

(рис. 2.5,б) имеет высоту и ширину такие же, что и упорная плита и рассчитывается на изгиб как трехпролетная неразрезная балка под действием напряжений смятия от упора торца верхнего пояса.

   Напряжение  смятия торца верхнего пояса

   Изгибающий   момент  пластинки   вкладыша шириной 10 мм определяют по формуле

(согласно  п. 5.22 СНиП II-23-81),

где l— расстояние между ребрами вкладыша

      Необходимый момент сопротивления

W_тр = M/R^ст_и=16,7*10³/220=76 мм³.

      Требуемая толщина стенки

δ_тр=6*76/10=6,8 мм.

      Принимаем толщину стенок вкладыша δ=8 мм. Узловой  борт, передающий усилие от раскоса на вкладыш (см. рис. 2.5,а разрез 1—1), работает на изгиб

М = D/2 (δ_p/2 + δ/2) = 44,951/2 (6/2 + 10/2) = 179,804 кН*мм.

      Необходимый момент сопротивления

W_тp = 179,804*10³/210 = 856,209 мм³.

      Требуемый диаметр болта

     Принимаем болт d= 26 мм; F = 530 мм². При этом напряжение смятия болта

(см. табл. 59 СНиП II-23-81).

      Напряжение  среза болта

(см. табл. 58 СНиП 11-23-81).

      Раскосы соединяются с верхним и нижним поясом металлическими пластинками-наконечниками сечением 10*100 мм. Металлические пластинки работают на продольный изгиб на длине, равной расстоянию от центра узлового болта до места упора деревянной части раскоса (см. рис. 2.5,а,в).

      Свободная длина пластинок-наконечников l₀ = 280 мм. Гибкость пластинок-наконечников

λ=280/(0,289*10) = 121<150.

      Коэффициент продольного изгиба

φ=0,474 согласно табл. 72 СНиП II-23-81.

      Напряжение  сжатия в пластинках-наконечниках

где 0,8 —  коэффициент условий работы введен согласно табл. 6 СНиП II-23-81 для λ>60.

      Пластинку, в которую упирается деревянный раскос, рассчитывают на поперечный изгиб приближенно как простую балку с сечением тавровой формы так же, как и в упорной плите опорного узла. В данном случае

W_тp= 7,2*10³ мм³  (см. рис. 2.4,а).

      Напряжение  смятия торца раскоса

      Изгибающий момент

М=4,013*70*170²*10^-3/8=1014,787кН*мм. 

      Напряжение  изгиба

      Составляющая  усилия раскоса, перпендикулярная верхнему поясу, воспринимается упором в верхний пояс нижней пластинки узлового вкладыша (см. рис. 2.5,а,б)

V = 44,951cos(90-2α)=44,951cos46°20'=44,951*0,690=31,016 кН.

     Напряжение  смятия поперек волокон верхнего пояса под пластинкой вкладыша 

 
 

 
 

Рис. 2.6. Средний узел нижнего пояса

а – конструкция  узла; б – крепление стойки к  нижнему поясу; в – к расчету узлового болта  

(см. табл. 3 СНиП 11-25-80).

     Изгибающий момент в консоли нижней пластинки шириной 10 мм.

М =1,385*70²*10^-2/2=33,933 кН*мм.

      Необходимый момент сопротивления

W_тp=33,933*10³/210=161,583 мм³.

      Требуемая толщина пластины

      Принимаем толщину пластинки 14 мм.

      Средний узел нижнего пояса (рис. 2.6,а). В среднем узле уголки нижнего пояса соединяются пластинками сечением 10*100 мм   (см. рис. 2.6,а). В центре пластины находится отверстие для узлового болта (расчет узлового болта показан далее) . Площадь ослабленного сечения стыковой накладки

      F_нт=10(100-32)=680 мм².

      Напряжение  в стыковой накладке

      Длина шва приварки нижнего пояса к  стыковым накладкам при k_f = 6 мм 1_Ш =150 мм >75,694 мм (см. расчет опорного узла).

      Прикрепление  стойки к нижнему  поясу. Усилие в стойке V=33,354 кН. Принята стойка из круглой стали диаметром d=27 мм. Крепление стойки к узловому болту происходит с помощью приваренных концевых планок сечением 10*100 мм (см. рис. 2.6,б).

     Площадь сечения концевых планок с учетом ослабления от узлового болта

F_нт=10(100-32)=680 мм².

      Напряжение  в планках

      Длина сварного шва при k_f= 6 мм

1_Ш=33,354/(4*0,7*6*180*0,85*0,9)=14,418 мм.

      Принимаем конструктивно 1_Щ =100 мм.

      Узловой болт при загружении фермы по всему пролету работает на изгиб от усилия в стойке и равнодействующей вертикальных составляющих усилий в раскосах, равных по величине усилию в стойке. Плечо сил в этом случае (см. рис. 2.6,в)

е₁=10+10/2=15 мм.

      Изгибающий момент в болте

М= (33,354/2)*15 =250,155 кН*мм.

      При загружении фермы временной нагрузкой на половине пролета узловой болт работает на изгиб от горизонтальной составляющей усилия работающего раскоса, равной разности усилий в панелях нижнего пояса. В этом случае плечо сил (см. рис. 2.6,в).

е₂ =10/2+10+10/2 = 20 мм

(усилие  в стойке при этом загружении  меньше, чем в предыдущем случае).

      Узловая нагрузка от временной (снеговой) нагрузки

Р=1,2*6*3=21,6 кН.

      Разность  усилий

∆U = P/2tgα =21,6/ (2*0,4)=27 кН.

      Изгибающий момент в болте

М= (27/2)20=270 кН*мм>107 кН*мм.

      Необходимый момент сопротивления

W_тр= M/R^ст_и =270*10³/210=1286 мм³.

      Требуемый диаметр болта

    Принимаем болт d =30 мм.

      Коньковый узел (рис. 2.7). В коньковом узле между концами панелей верхнего пояса установлен металлический вкладыш (см. рис. 2.7,в). Смятие торца верхнего пояса

    

      Металлическую стенку вкладыша рассчитывают на изгиб  как консольную балку под действием напряжений смятия от упора торца верхнего пояса (см. рис. 2.7,в).

     Изгибающий  момент консольной части стенки вкладыша шириной 10 мм

М =2,443*35²*10^-2/2=14,963 кН*мм.

      Момент  в средней части

Необходимый момент сопротивления 

W_тр= 14,963*10³ /220=68,014 мм³.

      Требуемая толщина стенки вкладыша

      Принимаем δ= 10 мм.

      Уголок-шайбу  стойки рассчитывают на изгиб

М =V*l/4 = 33,354*90/4=750,465 кН*мм,

где l — расстояние между ребрами вкладыша.

Требуемый момент сопротивления

W_тp= 750,465*10³/230 = 3,3*10³ мм³.

      Принимаем уголок размером 80x80x6

где J = 57*10⁴ мм⁴; i=h—r = 80—21,9 = 58,1 мм — расстояние от грани , уголка до нейтральной оси. 

      3. Дощато – клееная  колонна однопролетного  здания. 

Предварительный подбор сечения колонн.

    Предельная  гибкость для колонн равна 120. При подборе размеров сечения колонн целесообразно задаваться гибкостью 100. Тогда при и распорках, располагаемых по верху колонн:     

                                                 

    При высоте здания H=5м получим:

    

  

    Т. к. ширина опорной плиты несущей  конструкции покрытия 270мм, то минимальная  ширина сечения колонны должна быть

    Сечение колонн выполняют виде клееного пакета, состоящего из черновых заготовок по рекомендуемому сортаменту (применительно к ГОСТ 24454 – 80^*Е) сечением 40*285мм. После фрезерования черновых заготовок по пластям на склейку идут чистые доски сечением 33*285мм.

    Клееный пакет из 14 досок общей высотой 14*33=462мм. После склейки пакета его еще раз фрезеруют по боковым поверхностям, таким образом сечение клееного пакета составляет 270*462мм.

    Определение нагрузок на колонну.

    Расчетная схема рамы приведена на рис. 3.1. Определим  действующие на колонну расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки.

   Нагрузки  на 1м² плана здания

   Таблица 3.