Курсовая работа: Проектирование одноэтажного каркасного здания из деревянных конструкций
Проверяем устойчивость
арки
Вывод: Устойчивость обеспечена.
Однако арку необходимо
проверить еще на устойчивость плоской формы деформирования с учетом сочетания
нагрузок, которые вызывают отрицательные изгибающие моменты (растяжение в верхней
кромке и сжатие в нижней). Расчетные усилия будут равны: M=-286,8 кНм, N=-299,434 кН.
Для такого случая имеем:
Величины коэффициентов,
учитывающих закрепление из плоскости деформирования со стороны растянутой от
момента М кромки. При m>4
(в нашем случае ) они имеют следующие значения:
где -центральный угол, рад,
определяющий участок
Проверяем устойчивость
арки:
Вывод: Устойчивость обеспечена.
Проверяем устойчивость
арки из плоскости:
где
Таким образом, принятое
сечение арки удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости.
4.2
Расчет
затяжки
Максимальное усилие в
затяжке
Н=113,925+347,288=461,213
кН.
Затяжка выполнена из двух
стальных уголков марки ВСт3пс6-1.
Требуемая площадь уголков
а одного уголка
Принимаем уголок 90x90x7 (F=12,28
см2 > 11,3 см2).
4.3 Расчет узлов
Опорный узел.
Расчетные усилия: N=530,829 кН, Q=58,8 кН.
Конструкцию опорного узла
принимаем с валиковым шарниром. Материал шарнира- сталь марки 10Г2С1 (Ry=310 МПа).
Рис.4 – схема опорного
узла.
Расчет валикового шарнира
на изгиб и упорных пластин на смятие производим на равнодействующую усилий N и Q в шарнире:
Принимая расстояние между
упорными пластинками в арке , находим величину изгибающего
момента в валике:
Требуемый момент
сопротивления валика
;
Принимаем валик диаметром
d=75 мм. (W=41,4 см3 > 41,29 см3).
Проверяем валик на срез
по формуле
.
Принятый валик
удовлетворяет требованиям прочности.
Толщину упорных пластин
принимаем из условия смятия. Общая толщина пластин в арке и опорном башмаке должна
быть не менее
Принимаем толщину пластин
в арке равной 16 мм., а в опорном башмаке- 32 мм.
Торец арки проверяем на
смятие. Величина напряжений смятия при действии расчетной продольной силы не
должна превышать расчетного сопротивления смятию (RСМ=14 МПа). Усилие от шарнира передается на башмак длиной lб=600 мм. через гнутый швеллерный профиль двумя
боковыми ребрами.
Площадь смятия торца арки
под швеллером
Условие прочности
Прочность обеспечена.
На болты, присоединяющие
оголовок, действуют усилия Nб, вызываемые поперечной силой:
.
Необходимый диаметр болта
определяем, исходя из его несущей способности, по изгибу:
.
При n=2 (два болта) имеем
.
Принимаем конструктивно
два болта d=16 мм.
Упорную плиту башмака
рассчитываем как балку на опорах, загруженную в середине пролета силой N. Максимальный изгибающий момент в
такой балке
где l1=120 мм.- расстояние между боковыми пластинами
опорного башмака.
Принимая ширину плиты b1=400 мм., находим требуемую толщину по формуле
.
Принимаем толщину плиты
равной 34 мм.
Размеры опорной плиты
башмака назначаем из условия смятия опорной деревянной подушки под действием
максимальной опорной реакции: A=263,55
кН, т.е.
.
Принимая B=240 мм., найдем, что
.
Принимаем L=400 мм. Толщина опорной плиты
назначают из условия работы ее на изгиб. Опасными являются консольные участки
для которых изгибающий момент
.
Толщина опорной плиты
должна быть не менее
.
Принимаем . Сварные швы,
соединяющие детали узла между собой, рассчитываются в соответствии с требованиями
СНиП II-23-81*. Нормы
проектирования. Стальные конструкции.
Коньковый узел.
Коньковый узел в целях
унификации выполняем аналогично опорному, т.е. тоже с применением валикового
шарнира. Усилия: в узле N=461,213
кН, Q=49,612 кН.
Расчет валикового шарнира
на изгиб и упорных пластин на смятие производим на равнодействующую усилий N и Q в шарнире:
Рис.5 – схема конькового
узла.
Принимая расстояние между
упорными пластинками в арке , находим величину изгибающего
момента в валике:
Требуемый момент
сопротивления валика
;
Принимаем валик диаметром
d=75 мм. (W=41,4 см3 > 35,9 см3).
Проверяем валик на срез
по формуле
.
Принятый валик
удовлетворяет требованиям прочности.
Толщину упорных пластин
принимаем из условия смятия. Общая толщина пластин в арке и опорном башмаке
должна быть не менее
Принимаем толщину пластин
в левой полуарке равной 14 мм., а в правой- 28 мм.
Торец арки проверяем на
смятие. Величина напряжений смятия при действии расчетной продольной силы не
должна превышать расчетного сопротивления смятию (RСМ=14 МПа). Усилие от шарнира передается на башмак длиной lб=600 мм. через гнутый швеллерный профиль двумя
боковыми ребрами.
Площадь смятия торца арки
под швеллером
Условие прочности
Прочность обеспечена.
На болты, присоединяющие
оголовок, действуют усилия Nб, вызываемые поперечной силой:
.
Необходимый диаметр болта
определяем, исходя из его несущей способности, по изгибу:
.
При n=2 (два болта) имеем
.
Принимаем конструктивно
два болта d=16 мм.
5. Расчет стойки
В целях унификации
принимаем для стойки те же доски что использовались для проектирования арки =42 мм. и
шириной 192 мм. (что соответствует не строганным стандартным доскам 200x50 мм.). Задаемся высотой сечения в
пределах .
В соответствии с этими размерами принимаем 24 доски =42 мм., итого .
Рис.6 – сечение колонны.
Расчет рамы будем
производить по схеме приведенной на рис.7
Рис.7 – расчетная схема
рамы.
Для расчета найдем усилия
M,N,Q, для этого
найдем горизонтальные составляющие ветровой нагрузки W и W/.
Горизонтальные
составляющие:
,
.
Вертикальные
составляющие:
,
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5 |