Деревянное зодчество


Расчет узлов.

Опорный узел:

Расчетная нормальная сила N =735.48(кн), поперечная сила Q =139(кн).

Материалы шарнирного соединения в пяте и коньке, сталь марки ВСт3кп2 по ГОСТ 3832-87 с изменениями.

Проверка напряжений в шарнире на смятие:

Конструктивно принимаем стержень d =40(мм). При этом для гнутого профиля башмака принимаем половину трубы d =50(мм) с толщиной стенки 5(мм).

Производим проверку торцевого упора арки на смятие. Расчетное сопротивление смятию

R c м =R c =R и =12.2(Мпа). Требуемая площадь смятия:

Исходя из этих размеров, назначаем ширину и длину башмака соответственно 200 и

400мм. Усилие от шарнира передается на башмак через сварной профиль из пластин, имеющих два боковых и одно среднее ребра. Тогда площадь смятия торца арки под башмаком: F см=200-400=800-10²(мм); напряжения смятия σ см=735.48-10³/800-10²=9.19(Мпа) σ см < 12.2(Мпа); площадь смятия ребер под сварным профилем: F см=(2-4+12)-δ=20-δ;

Требуемая толщина ребер башмака:

Принимаем ребра толщиной 22(мм).

В пределах башмака оголовок работает как плита, защемленная с трех сторон и свободная короткой стороной, с размером в плане 200×160(мм). Вычислим максимальный изгибающий момент: M =0.085ql ²=0.085-8.1-160²=176-10²(мм). Требуемый момент сопротивления:

W=δ ²/6=M/R и=1.76/220 δ ²=6-80=480 δ =21.9(мм). Принимаем лист толщиной 20(мм).

Концевые части пластины оголовка подвергаются изгибу как консольные от равномерно распределенной нагрузки интенсивностью, соответствующей напряжениям смятия по всей внутренней площадке оголовка от нормальной силы:

Безопасное расстояние x от края пластины оголовка до ребер башмака определяем из равенства:

Таким образом, конструктивно длину башмака принимаем: a=750-2-66=620(мм).

На болты, присоединяющие оголовок, действуют усилия:

Необходимый диаметр болта определим исходя из его несущей способности:

Принимаем болты диаметром 30(мм).

Коньковый шарнир:

Расчет опорной пластины.

Принимаем пластину разметом 300×200(мм). Нормальная сила, сжимающая пластину N =113.68(кн). Напряжения смятия торца арки в ключе:

Толщину пластины находим из условия ее работы на изгиб по схеме двух консольной балки, для которой нагрузка:

Q =113.68/0.3=379(кн/м)

Изгибающий момент:

M =379-0.135²/2 М =3.45(кн-м).

Требуемый момент сопротивления(с учетом пластичности): W =M/(R и -1.2)

W =3450-10³/220-1.2=13-10³(мм³).

Требуемая толщина пластины: δ² =6-W/b пл=6-13-10³/200=390 > δ =19.75(мм).

Принимаем толщину пластины 20(мм).

Расчет упорного штыря производим на изгиб как консоли. Изгибающий момент:

M=Q-50=139-10³-50=6950-10³(н-мм)

Требуемый момент сопротивления(с учетом пластичности):

W=6950-10³/220-1.2=26-10³(мм³)

При ширине штыря b =100(мм) требуемая толщина:

D ²=6-26-10³/100=1560 > δ =39.5(мм)

Принимаем δ =40(мм).

Расчет спаренного штыря производим на изгиб как консоли. Изгибающий момент:

M=Q-50=139-10³-50=6950-10³(н-мм)

Требуемый момент сопротивления(с учетом пластичности):

W=6950-10³/220-1.2=26-10³(мм³)

При ширине штыря b =90(мм) требуемая толщина:

D ²=6-26-10³/100=1560 > δ =39.5(мм)

Принимаем δ S =40(мм). Каждый штырь по 20(мм).

Оголовок и его крепление принимаем таким же, как и в опорных узлах арки. Безопасное расстояние от края пластины оголовка до опорной пл астины определяем так же, как при расчете пятого шарнира: x =Ö1.2-200-22²-2-220/6-152=237(мм)

Тогда длину опорной пластины конструктивно принимаем 750-2-237=300(мм).



Зараз ви читаєте: Деревянное зодчество