Конструирование и расчет конькового узла

Коньковый узел решается с помощью стальных креплений. Расчёт производится на действие максимальной продольной силыF_d(N)=171.769 кН; и соответствующей поперечной силы V_d(Q) = 6.549 кН.

Проверка торцевого сечения на смятие:

s_cm._a._d £ k_s1k_{s 2}f_c_._a._d (формула 7.76 /1/),

(формула 7.20 /1/)

f_c_._o_._d= f_m_._d= 15×1,05×1×0,9 ×0,91×1,05× 0,54= 7,314 МПа., т.к. a = 0.

f_c_.90._d=1,8·k_mod·k_h·k_δ·k_t·k_s=1,8·1,05·0,91·0,8·1·0,9=1,42 МПа.

Расчётное напряжение смятия под углом к волокнам древесины:

, (7.77 /2/)

A_d – площадь опорной площадки торца полуарки, определяемая из условия смятия: A_d = N/f_cm_.90._d = 171,769×10³ / 1,42 = 120964 мм²;

A_d= b·h_d; следовательно, h_d = A_d / b = 120964 / 270 =448 мм, принимаем h_d = 450 мм, тогда A_d = 270×450 = 121500 мм².

Рис. 5 – Схема конькового узла полуарки

l_sk = 0,24 м;

(7.78 /1/)

, (7.79/1/)

где (7.80 /1/)

(7.81 /1/)

(7.82 /1/)

(7.83 /1/)

k_s₁=

k_s₂ =

Тогда s_cm._a._d = 1,41 МПа £ k_s1× k_{s 2}× f_c_._a._d= 0,432×0,985×7,314 = 3,11 МПа

Условие на смятие выполняется.

Металлические пластины крепятся к торцам полуарок при помощи болтов диаметром 16 мм. Фасонки выполняются из стальных листов толщиной 10 мм, шириной 420 мм, длиной 270 мм – один лист и 360 мм – два листа.

Усилие действующее на болты:

Расчётная несущая способность соединения:

R_d = R₁_d._minn_nn_s (9.6 /1/)

Расчётную несущую способность одного среза нагеля в двухсрезном соединении с обоими внешними элементами из стали следует принимать равной меньшему значению из полученных по формулам:

, (9.13 /1/)

, (9.14 /1/)

где t₂=0,27 м – толщина среднего элемента;

d=0,016 м – диаметр болта;

f_nd=18 МПа–расчётное значение сопротивления изгибу болта, b_nmax=0,6236 (п. 9.4.6.2 /1/);

= 8×1,2×1 = 9,6 МПа, (табл. 9.1 /1/);

k_a = 0,6 – коэффициент, учитывающий угол между усилием и направлением волокон древесины α=90º (т. 9.3 /1/), тогда

R_ld_,_min=9600·0,270,016·0,6=24,9 кН;

- минимальное значение несущей способности одного среза болта диаметром 16 мм.

Находим требуемое количество болтов при n_s=2 – количество швов в соединении для одного нагеля:

- по крайним осям болта,

- по внутренним осям болта.

Принимаем n_n =8 болтов Æ16 мм.

Расчётная несущая способность соединения:

R_d=3,8·8·2=60,8 кН > V_d=6,459 кН.

3. Мероприятия по обеспечению пространственной жёсткости и неизменяемости здания.

Данное здание относится ко второму типу по требуемым связям, так как имеет каркас из плоских трёхшарнирных арок. Поперечная устойчивость здания обеспечена геометрически неизменяемыми конструкциями арок без постановки связей, а продольная не обеспечена.

Рёбра панелей выполняют роль распорок и являются элементами связей. Способ их крепления к несущим конструкциям каркаса позволил получить шарнирные соединения, поэтому в таком каркасе возможны перемещения. Для предотвращения этих перемещений и обеспечения продольной устойчивости выполняю раздельные связи в покрытии (скатные связи – СС). Две смежные арки, объединённые посредством таких связей, образуют жёсткий пространственный блок.

Такие блоки создаём в торцевых отсеках (в осях 1-2 и 15-16) и через 20,4м (четыре пролёта по 4,5 м) от торцевых отсеков (в осях 6-7). Необходимость устройства жёстких пространственных блоков по длине здания вызвана податливостью соединения в местах прикрепления элементов связей к несущим конструкциям и, как следствие, возможностью выхода последних из силовой плоскости. Торцевые жёсткие блоки, кроме того, воспринимают ветровые нагрузки, действующие на торцы здания.

Рис. 6. Поперечный разрез здания с указанием видов связей.

Рис. 7 Продольный вид здания (половина) с указанием видов и расположения связей.

Рис. 8. План здания с указанием расположения скатных связей.

4. Мероприятия по обеспечению долговечности основных несущих и ограждающих конструкций.

Защита от гниения имеет важнейшее значение для обеспечения долголетней службы деревянных конструкций, которая достигается путем стерилизации, конструктивной и химической защиты древесины от гниения. Стерилизация древесины происходит естественно в процессе искусственной, особенно высокотемпературной сушки.

Конструктивная защита древесины от гниения обеспечивает такой режим эксплуатации конструкций, при котором её влажность не превышает благоприятного для загнивания уровня. Защита древесины закрытых помещений от увлажнения атмосферными осадками достигается полной водонепроницаемостью кровли, по /3/, выполненной из высококачественных материалов. Кровля имеет уклон i = 1 ¸ 22,5°, и в ней нет внутренних водостоков и ендов. Защита древесины от увлажнения капиллярной влагой осуществляется отделением её от бетонных фундаментов слоями битумной гидроизоляции. Деревянные конструкции опираются на фундаменты выше уровней пола и грунта.

Химическая защита конструкций от загнивания заключается в пропитке или покрытии их ядовитыми для грибов веществами – антисептиками.

Целью защиты от возгорания является повышение предела огнестойкости деревянных конструкций, с тем, чтобы они дольше сопротивлялись возгоранию и в процессе горения не создавали и не распространяли открытого пламени. Это достигается мероприятиями конструктивной и химической защиты.

Конструктивная защита древесины от возгорания заключается в ликвидации условий, благоприятных для возникновения и распространения пожара. Деревянные ограждающие конструкции не имеют сообщающихся полостей с тягой воздуха, по которым может распространяться пламя, не доступное для тушения. Элементы деревянных конструкций являются массивными клееными, имеют большие пределы огнестойкости, чем дощатые.

Химическая защита деревянных конструкций от возгорания производится в тех случаях, когда от ограждающих деревянных конструкций требуется повышенная степень огнестойкости, например, в помещениях, где есть легковоспламеняющиеся материалы. Для огнезащитной пропитки древесины применяем вещества, называемые антипиренами. Эти вещества, введённые в древесину при опасном нагреве плавятся или разлагаются, покрывая её огнезащитными плёнками или газовыми оболочками, препятствующими доступу кислорода к древесине, которая при этом может только медленно разлагаться и тлеть, не создавая открытого пламени и не распространяя огня. Пропитка древесины производится с одновременной пропиткой антисептиками. В данном случае применяем огнебиозащитный препарат АНТИПИРЕН "МС" (согласно ТУ 2494-002-23118566-95) - средство огнебиозащиты древесины и материалов на ее основе. Назначение: огнезащита деревянных конструкций, не подвергающихся непосредственному воздействию атмосферных осадков и смачиванию водой. Введение в состав антипирена "МС" антисептика предохраняет древесину от биологического разрушения (гниения, древоточцев, грибков, плесени и пр.). Расход сухого препарата "МС" (0-1) - 180 г/м², препарата "МС" (ПКО) с антисептиком - 200 г/м².

В соотв. с пунктом п. 6.1.4.4.7. /1/ данные мероприятия по обеспечению долговечности несущих конструкций были учтены при расчётах соответствующим коэффициентом k_s = 0,9.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: