Курсовая работа: Проектирование одноэтажного здания с несущим деревянным каркасом
Курсовая работа: Проектирование одноэтажного здания с несущим деревянным каркасом
Санкт-Петербургский
Государственный Политехнический Университет
Пояснительная
записка к курсовому проекту
«Деревянные
конструкции»
Выполнил:
студент
группы 3017/1
Проверил:
Семенов К.В..
Санкт-Петербург
2007 г.
Содержание
1. Конструктивная схема здания.
1.1. Деревянные фермы.
1.2. Выбор шага рам.
1.3. Связи.
2. Конструирование и расчет покрытия здания.
2.1. Конструкция покрытия.
2.2. Подбор сечения рабочего настила.
2.3. Подбор сечения стропильных ног.
2.4. Подбор сечения прогонов
2.5. Расчет гвоздевого забоя.
3. Расчет и конструирование элементов ферм.
3.1. Определение усилий в стержнях ферм.
3.2. Подбор сечений элементов ферм.
4. Расчет и конструирование узлов ферм.
4.1 Опорный узел на натяжных хомутах.
4.2 Промежуточный узел.
4.3 Коньковый узел.
4.4 Центральный узел нижнего пояса.
Список используемой литературы.
1.
Конструктивная схема здания
Проектируется одноэтажное
здание с несущим деревянным каркасом. Основу каркаса составляют последовательно
расположенные рамы, образованные двумя колоннами и ригелем. В качестве ригеля
используется полигональная деревянная ферма. Колонны жестко закреплены в
фундаменте в плоскости рамы и шарнирно в плоскости стены.
Пространственная
жесткость здания обеспечивается связями, объединяющими отдельные рамы.
1.1
Деревянные фермы
Рассмотрим полигональную
деревянную ферму.
В фермах различают
следующие элементы:
1 – Нижний пояс.
2 – Верхний пояс.
3 – Раскосы.
4 – Стойки.
Все элементы фермы в
данном проекте выполнены из деревянного бруса, за исключением стоек, которые
выполняются из стального кругляка.
Высота фермы определяется
по пролету. Для полигональной фермы: hф =1/6Lф–
8-ти панельная ферма
В данном проекте пролет
фермы Lф=19,2 метра,
поэтому высота фермы hф=1/6*19,2=3,2
метра
Точки пересечения
элементов фермы – узлы. Выделяют несколько характерных узлов:
5 – Опорные.
6 – Коньковый.
7 - Центральный узел
нижнего пояса.
Расстояние между
соседними узлами нижнего пояса называется длиной панели(lп).
В этом проекте рассмотрена равно панельная ферма.
1.2 Выбор
шага рам
Шагом рам называется расстояние
между двух рядом стоящих рам в плоскости стены. В зданиях такого типа он
зависит от нагрузок на покрытие и обычно составляет 3.5 до 5 метров. Так как проектируемое здание будет с внутренним отоплением (т.е. покрытие будет
утепленное), а снеговая нагрузка будет соответствовать 5-му снеговому району,
зададим 15 по 4.5 м и крайние по 3.6 м. Высота здания, пролет фермы и ветровой
район при назначении шага рам не учитываются.
1.3 Связи
Конструктивная схема
каркаса одноэтажного деревянного здания с полигональной 8-ти панельной фермой и
схема размещения связей представлены на рисунке:
1 – вертикальные связи
между фермами. Размещаются так, чтобы ни одна ферма не осталась без
вертикальных связей, что приводит к их расстановке через пролет между рамами, а
при четном количестве пролетов приходится их устанавливать подряд в двух
пролетах (например, у одного из торцов здания).
2 – связи в плоскости
верхних поясов ферм. Устанавливаются в торцевых пролетах, но если длина здания
превосходит 30 м, то они устанавливаются и в центральных пролетах, по
возможности с равным шагом.
3 – связи в плоскости
нижних поясов ферм. Эти связи расставляются так, чтобы на виде снизу они
проецировались на связи в плоскости верхних поясов ферм.
Связи 1, 2 и 3 принято
называть ветровыми, так как они, придавая пространственную жесткость
конструкции, позволяют наряду с прочими элементами каркаса распределять
ветровую нагрузку, действующую на торец здания между всеми рамами.
Кроме связей между
фермами в каркасе здания выделяют связи между колоннами:
6 – горизонтальные связи
между колоннами.
7 – связи в плоскости
стены между колоннами. Они устанавливаются в крайних от торцов здания пролетах,
а в зданиях, длинна которых превосходит 30 м, и в центральных пролетах.
На рисунке изображены
также прогоны (4) и стропильные ноги (5) – это элементы покрытия, не входящие в
структуру связей. Прогоны располагаются вдоль всего здания по узлам верхних
поясов ферм. Стропильные ноги укладываются поперек прогонов в плоскости верхних
поясов ферм с шагом от 0.8 до 1.2 м в зависимости от величины снеговой
нагрузки. В этом курсовом проекте шаг стропильных ног принят равным 0,9 м.
2.
Конструирование и расчет покрытия здания
2.1
Конструкция покрытия
1 – Прогон.
2 – Стропильные ноги.
3 – Рабочий настил.
4 – Пароизоляция.
5 –Утеплитель.
6 – 3 слоя рубероида.
2.2 Подбор
сечения рабочего настила
Рабочий настил
рассчитывается на прочность и прогиб. Выполняется из досок. Для обеспечения
достаточной жесткости, каждая доска опирается как минимум на 3 опоры (имеется
двухпролетная неразрезная балка).
Расчет рабочего
настила по первой группе предельных состояний.
Первое сочетание
нагрузок: постоянная (собственного веса) + временная (снеговая).
Расчетная схема:
Таблица 1. Нагрузки
собственного веса.
№ п. п. |
Наименование |
gн,
кгс/м3
|
g
|
g,
кгс/м3
|
1 |
3-х слойный
ковер рубероида на битумной мастике |
10 |
1.1 |
11 |
2 |
Утеплитель
ρ=100 кг/см3
|
7 |
1.2 |
8.4 |
3 |
Пароизоляция |
3 |
1.1 |
3.3 |
4 |
Рабочий настил
(t=25 мм) |
12.5 |
1.1 |
13.8 |
|
Итого: |
32.5 |
|
36.5 |
Обозначения в таблице:
gн – нормативная нагрузка собственного
веса;
g - коэффициент надежности по нагрузке собственного
веса;
g - расчетная нагрузка собственного
веса.
Определим снеговые
нагрузки. Снеговой район = 5 Þ P**= 320 кг/м2
Далее определяем погонные
нагрузки q и P.
q = g * b = 36.5
кг/м - расчетная
qн= gн*b=32.5 кг/м - нормативная
где b – ширина
полосы сбора нагрузки (b = 1 м);
P*= P*** cosa=320*1=320кг/ м2
P= P** B=320кг/ м2 - расчетная
Pn= P*0.7=224кг/ м2 - нормативная
где a - угол наклона кровли к горизонту (cosa ≈ 1).
Расчет по
прочности:
s= Mmax / W <= Rизг * mв
где s - напряжение;
Mmax - расчетный изгибающий момент;
W - момент сопротивления рабочего
настила;
Rизг - расчетное сопротивление изгибу (Rизг
= 130 кгс/см²);
mв - температурно-влажностный
режим-коэффициент, учитывающий работу древесины, зависящий от отапливаемости
здания (так как здание отапливается mв =1).
Мmax = 0.125(q+ P) * Lnр² = 0.125 * (36.5+ 320) * 0.9²
= 36.09 кгс*м
W = b * h² / 6 = 1 * 0.0252 /
6= 1.04*10-4 м³
s = 36.09/1.04*10-4 =3.46*105
кг/ м2 <
Rизг * mв = 130 * 1= 13*105 кг/ м2
Расчет на
жесткость:
f=2.13*( qн+Pn)* L4nр /384/E/I<=1/150* Lnр
где f – допустимый
прогиб;
E – модуль нормальной упругости (E = 1
* 105 кг/см2);
I – момент инерции.
I=b*t3/12=1*
0.0253/12=1.3*10-6 м4
f=2.13*(32.5+224)*0.94 /
384/ 105/104/1.3* 10-6=0.72*10-3м.
1/150* Lnр=0,9/150=6*10-3
0,72*10-3<6*10-3
Второе сочетание
нагрузок: постоянная
(собственного веса) + монтажная.
Расчетная схема:
s= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 0.07 * q* Lnр² * + 0.207 * 2 * Pч * Lnр
где Pч –вес человека ( Pч=100кг)
Рр.ч= Pч*g =100*1,2=120 кгс
где Pр.ч – расчетный вес человека;
g - коэффициент надежности по монтажной нагрузке (g = 1.2).
Mmax = 0.07
* 36,5 * 0,92 + 0.207 * 2 * 120 * 1,205 = 39,32 кгс*см
s = 39.32 / 1.04*10-4 = 378076
кгс/м² < Rизг
* mв = 130 * 1 =13*105 кгс/м2 Прочность
обеспечена.
2.3 Подбор
сечения стропильных ног
Нормы предписывают
выполнять расчет стропильных ног как однопролетную балку.
Расчетная схема:
Расчетный пролет
стропильной ноги вычисляется по формуле:
Lоб = d / cosa = 2.4 / 1 = 2.4 м
где d – длина панели фермы (d = 2.4 м).
Определим нагрузки:
Собственный вес:
qн= gн* c*cosa+ 5=36.5*0.9*1+5=34.75
кг/м
q = g * с * cosa + 5*g = 36.5*0.9*1+5*1.1=37.85 кг/м
Снеговая нагрузка: P= P* * c*cosa =320*0.9*1=288 кг/ м
Pn= P*0.7=288*0.7=201.6кг/ м
Проверка на прочность:
s= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax =
0.125 * (q+ P) * Lоб² = 0.125 * (37.85+ 288) * 2.4²
= 234.6 кгс*м
W = b * h² / 6 = 7.5 * 12.52 /
6= 195.31 cм³
s = 234*102 /195.31=12*105 кг/ м2
< Rизг * mв = 130 * 1= 13*105 кг/ м2
Подобранное сечение
проверяем на прогиб:
f=5*( qн+Pn)* L4об /384/E/I<=1/200* Lоб
I=b*h3/12=7.5*
12.53/12=7813 cм4
f=5*(34.75+201.6)*2404 /
384/ 100*105/7813=0.13 см
1/200* Lnр=2.4/200=1,2 см
0,13<1,2
Прочность обеспечена. Принимаем
поперечное сечение стропильной ноги 125*75 мм.
2.4 Подбор
сечения прогона
Прогон проверяют на
прочность и на прогиб.
Подбор сечения
прогона.
От собственного веса
qн = gн * d + 15=32,5*2.4+20=98 кг/м
q = g * d + 20*g=36.5*2.4+20*1.1=109,6
кг/м
Снеговая нагрузка
P= P* d=320*2.4=768 кг/ м
Pn= P*0.7=768*0.7=537,6 кг/ м
Где d – расстояние между прогонами по
горизонтали (а = 4,5м); g = 1.1
Проверка на прочность:
s= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 1/12
* (q+ P) * Lпр² = 1/12 * (109,6+768) * 4.5²
= 1480,95 кгс*м
W =2* b * h² / 6 =2*6 * 252 / 6=
1012,5 см³
s =1480.95/1012,5 =118,47 кг/ см2
< Rизг * mв = 130 * 1= 130 кг/ см2
Подобранное сечение
проверяем на прогиб:
f=( qн+Pn)* L4пр /384/E/I<1/200* Lпр
I=2*b*h3/12=2*6
253/12=15625 cм4
f=(98+537.6)*4.54 /
384/ 100*105/15625=0.434 см.
1/200* Lnр =4.82/200=2,41 см.
0,45<2,25
Прочность обеспечена.
Принимаем поперечное
сечение прогона из двух досок 60*250 мм.
2.5 Расчет
гвоздевого забоя
Определяем Q = Mоп /2/ a
Находим количество
гвоздей n =Q/ Tгв,
Tгв – несущая способность
1-го гвоздя.
Mоп =Мmax =
1/12 * (q+ P) * Lпр² = 1/12 * (109.6+768) * 4.5²
= 1480.95 кгс*м
Примем диаметр гвоздя dгв= 5.5 мм
Определяем a = 0.2*L – 23
dгв = 0.2 * 4.5 – 23*55*10-4 = 0,7735 м
n=1480.95 /2/0.7735=7,9
Принимаем n = 8 шт.
3. Расчет
и конструирование элементов ферм
3.1
Определение усилий в стержнях фермы
Все вертикальные
нагрузки, действующие на ферму, делятся на постоянные и временные. При определении
усилий принимается, что все нагрузки приложены к узлам верхнего пояса.
P – узловая нагрузка от действия
снега.
G – узловая нагрузка от действия
собственного веса.
G =( gпокр + gсв)*а*d/cosα; gпокр= g+gоб+gпр
где d – длина
панели, измеряемая вдоль верхнего пояса фермы;
а – ширина панели;
gобр=A/c*ρ*γf
где ρ–плотность древесины(500 кг/м3);
γf–коэффицмент(1,1)
gобр=0,075*0,1*500*1,1/0.9=4,583 кг/м2
gпр=Апр/d*ρ*γf ; gпр=0.2*0.1*500*1.1/1.2=9,16 кг/м2
gпокр=36,5+4,58+9,16=50,246
gсв=; gсв==39,317
кг/м2
G=(50.246+39.317)*10.8= 967.287 кг P=P*10.8= 3456 кг
Расчет выполняется на
единичных нагрузках, приложенных к половине фермы.
Элемент |
Усилие от 1 |
NG
|
NP
|
N |
фермы |
слева |
справа |
везде |
кг |
кг |
кг |
В1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
В2 |
-2,43 |
-0,97 |
-3,4 |
-3288,8 |
-11750,4 |
-15039,2 |
В3 |
-3,55 |
-1,77 |
-5,32 |
-5145,96 |
-18385,92 |
-23531,22 |
В4 |
-3,67 |
-2,44 |
-6,11 |
-5910,1 |
-21116,16 |
-27026,26 |
Н1 |
2,42 |
0,97 |
3,39 |
3279,1 |
11715,84 |
14994,94 |
Н2 |
3,53 |
1,76 |
5,29 |
5116,95 |
18282,24 |
23399,19 |
Н3 |
3,65 |
2,43 |
6,08 |
5881,1 |
21012,48 |
26539,72 |
Н4 |
3 |
3 |
6 |
5803,72 |
20736 |
26539,72 |
Р1 |
-3,48 |
-1,39 |
-4,87 |
-4710,69 |
-16830,72 |
-21541,41 |
Р2 |
-1,68 |
-1,2 |
-2,88 |
-2785,79 |
-9953,28 |
-12739,07 |
Р3 |
-0,19 |
-1,06 |
-1,25 |
-1209,11 |
-4320,98 |
-5529,11 |
Р4 |
1,08 |
-0,95 |
0,13 |
125,747 |
-3283,2/
+3732,48
|
3858,227 |
С1 |
-0,5 |
0 |
-0,5 |
-483,64 |
-1728 |
-2211,64 |
С2 |
1,26 |
0,9 |
2,16 |
2089,34 |
7464,96 |
9554,3 |
С3 |
0,15 |
0,82 |
0,97 |
938,27 |
3352,32 |
4290,59 |
С4 |
-0,86 |
0,76 |
-0,1 |
-96,728 |
-2972,16/
+2626,56
|
-3068,88/
-2529,83
|
С5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
где NG –
реальное усилие в стержнях фермы от сил G;
NP - реальное усилие
от снеговой нагрузки;
N – суммарное усилие
3.2 Подбор
сечений элементов ферм
Нижний пояс.
Подбираем одно сечение на
весь пояс. За основу берем элемент Н3, с Nmax=26839,58 кг.
1. Из условия прочности
(1) для центрально растянутого стержня определяем требуемое значение площади
ослабленного врубкой сечения
где mв=1
(группа конструкций АI) и mо=0,8.
2.При максимальной
степени ослабления сечения н.п. врубкой на глубину hвр=1/4hнп (hнп –
высота сеченя н.п.) полная площадь поперечного сечения определяется
как
.
3. С учетом требования hнп³1,5bнп (bнп –
ширина сечения н.п.) и сортамента пиломатериалов хвойных пород (приложение 4)
выбираем сечение н.п. bнпxhнп=200x225 мм, при котором Абр=450
см2.
4. Из условия hвр£1/4hнп задаемся
глубиной врубки в нижний пояс hвр=56 мм (значение hвр должно
быть кратно 0,5 см) и проверяем прочность ослабленного сечения
(Условие выполняется)
Верхний пояс.
1. Из условия прочности
центрально-сжатого стержня (2) определяем требуемое значение площади ослабленного
врубкой сечения
где Rc=140
кг/см2 (для изготовления поясов фермы применяется древесина II
сорта).
2. Определяем требуемое
значение полной площади поперечного сечения с учетом
ослабления сечения в.п. врубкой (hвр=1/4hвп)
.
3.Ширина сечения в.п. bвп принимается
равной bнп 0, т.е. bвп=bнп=20 см.
Требуемое значение высоты сечения в.п. определяем как
С учетом сортамента и
требования hвп³bвп назначаем сечение в.п. bвпxhвп=200x200
мм, при котором Абр=400 см2.
4. Вычисляем радиусы
инерции сечения ry=rx=0,289hвп»0,0578м. Расчетные длины в.п. в
плоскости и из плоскости фермы при установке прогонов в каждом узле в.п. равны
между собой lx=ly=d/cosa=2,4/1»2,4 м. Определяем гибкости в.п. lx и
ly : lx=ly=lx/rx=2,4/0,0578=41,522 < 70
Условие прочности не
выполняется! Увеличим сечение в.п.!
5. Так как максимальная
гибкость не превышает 70, коэффициент продольного изгиба вычисляем по формуле
6. Выполняем проверку
устойчивости в.п. по формуле (3) с учетом Ар=Абр
Опорный раскос.
Элемент Р1.
1. Так как раскосы по
длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора
поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением
коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5 и определяем требуемое значение
площади поперечного сечения раскоса
2. С учетом сортамента и
требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения
опорного раскоса bрxhр=200x175 мм, Абр=350 см2.
3. Расчетные длины опорного
раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых
им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,451 м. Радиусы
инерции rx =0,289*0,175=0,05075 м.
ry =
0,289*0,2=0,0578 м
Определяем гибкости
опорного раскоса:
,
где [l]=120 – предельная гибкость для
сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как lmax < 70, определяем j по формуле
.
4. Выполняем проверку
устойчивости опорного раскоса
.
(Условие устойчивости
выполняется)
Элемент Р2.
1. Так как раскосы по
длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора
поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением
коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое
значение площади поперечного сечения раскоса
2. С учетом сортамента и
требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения
опорного раскоса bрxhр=200x150 мм, Абр=300 см2.
3. . Расчетные длины раскоса
в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им
узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,63 м. Радиусы
инерции
ry=0,289×hp=0,289*0,2=0.0578
м,
rx=0,289×bp=0,289*0,15=0.04335
м.
Определяем гибкости
опорного раскоса:
,
где [l]=120 – предельная гибкость для
сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как lmax >70, определяем j по формуле
.
4. Выполняем проверку
устойчивости опорного раскоса
.
(Условие устойчивости
выполняется)
Элемент Р3.
1. Так как раскосы по
длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора
поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением
коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое
значение площади поперечного сечения раскоса:
2. С учетом сортамента и
требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения
опорного раскоса bрxhр=200x125 мм, Абр=250 см2.
3. . Расчетные длины раскоса
в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им
узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,811 м. Радиусы
инерции
rx=0,289×hp=0,289*0,2=0,0578
м,
ry=0,289×bp=0,289*0,125=0,036123
м.
Определяем гибкости
опорного раскоса:
,
где [l]=120 – предельная гибкость для
сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150).
(Условие
устойчивости выполняется)
Элемент Р4.
1. Так как раскосы по
длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора
поперечного сечения является условие устойчивости (3). Задаемся значением
коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое
значение площади поперечного сечения раскоса
2. При подборе сечения
200х75 не будет выполнено условие предельной гибкости, следовательно с учетом
сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры
поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x100 мм, Абр=200
см2.
3. Расчетные длины раскоса
в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им
узлов фермы. В нашем примере lx=ly=4 м. Радиусы инерции инерции
rx =0,289*0,1=0,0289 м.
ry =
0,289*0,2=0,0578 м
Определяем гибкости
опорного раскоса:
,
где [l]=120 – предельная гибкость для
сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как lmax < 70, определяем j по формуле
.
4. Выполняем проверку
устойчивости опорного раскоса
.
(Условие устойчивости
выполняется)
Элемент
Р(встречный раскос).
В общем случае расчет
встречного раскоса производится аналогично расчетам остальных раскосов. По
условиям задания сечение встречного раскоса принимается как у раскоса Р4
(200*100мм).
Стойка.
Элемент С1.
Стойка С1, в отличии от
всех остальных, работает на сжатие и, следовательно выполняется из дарева.
Сечение стойки принимается минимально возможным в данных условиях 200*100мм
Элемент С2.
Определяем требуемое
значение площади поперечного сечения стойки:
где Nст –
наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем
сечение стойки:
d=30мм ; Aст=5,06
см2
Элемент С3.
Определяем требуемое
значение площади поперечного сечения стойки:
где Nст –
наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем
сечение стойки:
d=20мм; Aст=2,182
см2
Элемент С4.
Определяем требуемое
значение площади поперечного сечения стойки:
где Nст –
наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем
сечение стойки:
d=16мм; Aст=1,408 см
4. Расчет
и конструирование узлов ферм.
4.1
Опорный узел на натяжных хомутах
1.Проверка на смятие опорного
вкладыша по плоскости примыкания опорного раскоса.
Пусть раскос примыкает к
нижнему поясу под углом 450.
,
,
так как 61,54 кг/см2
< 62,69 кг/см2 - условие прочности выполняется.
2. Определение
диаметра тяжа.
,
где
Принимаем d=20 мм Ант
= 2,18 см2.
3. Определение количества
двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.
,
проверим dнаг. =
20 мм
толщина накладок а =
6 dнаг.= 6×2= 12 см
Тс=50×с×dн=50×20×2=2000 кг,
Та=80×а×d н=80×12,5×2=2000 кг,
Ти=180×d н2+2а2=180×22+2×12,52=1032,5 кг,
но не более Ти=250dн2=250×22=1210 кг.
4. Расчет швеллера.
Расчетная схема:
По конструктивным
соображениям подбираем швеллер: h>hнп+6мм
Принимаем ] 30 Wy = 43,6 см3
(условие прочности
выполняется).
5.Проверка накладок на
смятие.
(условие прочности
выполняется).
6. Расчет прочности
уголков в торце накладок.
Расчетная схема:
где
Проверим равнобокий
уголок 12,5X12,5X8 W=75,9 см3 , I = 294 см4
Подходит.
7. Проверка опорной
подушки на смятие под воздействием опорного давления.
Nопор= 4(967б287
+3456) = 17693,148
Требуемая площадь опоры:
Принимаем опорную подушку
200X225мм.
4.2
Промежуточные узлы фермы
Промежуточный
узел 2.
Сечение сжатого раскоса bPX hp = 17,5X20 см2,
усилие в нем 12739,07 кг, угол между осями раскоса и верхнего пояса – 40,30.
1. Назначаем глубину
врубки раскоса в верхний пояс:
.
Принимаем h вр
= 5 см.
2. Проводим проверку на
смятие верхнего пояса по площадке смятия.
а) Определим размеры
площадки смятия:
б) Условие прочности на
смятие:
Прочность на смятие не
обеспечена. Изменяем конструкцию узла.
1. Проверяем прочность на
смятие в зоне рабочего опирания подушки на верхний пояс. Разность усилий в
элементах верхнего пояса, примыкающих к узлу составляет 5010 кг.
Прочность на смятие
обеспечена.
2. Проверяем необходимую
длину l ск.
Промежуточный
узел 4.
Сечение сжатого раскоса bPX hp = 15X20 см2, усилие
в нем кг, угол между осями раскоса и верхнего пояса
– 48,60.
1. Назначаем глубину
врубки раскоса в верхний пояс:
.
Принимаем h вр
= 5,6 см.
2. Проводим проверку на смятие
верхнего пояса по площадке смятия.
а) Определим размеры
площадки смятия:
б) Условие прочности на
смятие:
;
Прочность на смятие не обеспечена.
Изменяем конструкцию
узла.
1. Проверяем прочность на
смятие в зоне рабочего опирания подушки на верхний пояс. Разность усилий в
элементах верхнего пояса, примыкающих к узлу составляет 5010 кг.
Прочность на смятие
обеспечена.
2. Проверяем необходимую
длину l ск.
Промежуточный
узел 5.
Сечение сжатого раскоса bPX hp = 20,0X12,5 см2,
усилие в нем 5529,11 кг, угол между осями раскоса и нижнего пояса – 510.
1. Назначаем глубину
врубки раскоса в верхний пояс: . Принимаем h вр
= 5,6 см.
2. Проводим проверку на смятие
верхнего пояса по площадке смятия.
а) Определим размеры
площадки смятия:
б) Условие прочности на
смятие:
;
Прочность на смятие обеспечена.
Промежуточный
узел 6.
Сечение сжатого раскоса bPX hp = 20X10 см2, усилие
в нем 3858,227 кг, угол между осями раскоса и нижнего пояса – 53,10.
1. Назначаем глубину
врубки раскоса в верхний пояс:
.
Принимаем h вр
= 5,6 см.
2. Проводим проверку на смятие
верхнего пояса по площадке смятия.
а) Определим размеры
площадки смятия:
б) Условие прочности на
смятие:
;
Прочность на смятие обеспечена.
4.3
Коньковый узел
4.4
Центральный узел нижнего пояса
5. Расчет
стыка нижнего пояса
Определение количества двухсрезных
нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.
,
проверим dнаг. =
24 мм
толщина накладок
а > 6 dнаг.=
6×2,4= 14,16 см, a=150 см
Тс=50×с×dн=50×20×2,4=2880 кг,
Та=80×а×d н=80×15×2,4=2880 кг,
Ти=180×d н2+2а2=180×2,42+2×152=1486,8 кг,
Список
используемой литературы
1. ”Конспект лекций по деревянным конструкциям” Семенов К. В.
- 2007 г.
2. Карлсен “Деревянные и пластмассовые конструкции”.
3. Кауфман “Деревянные конструкции”.
|