Расчет и конструирование опорного узла арки

За основу принимаем конструкцию башмака, упорной и опорной плит.

Конструкция опорного узла арки показана на рисунке ниже

Опорный узел арки

Определение размеров упорной плиты

Высоту упорной плиты определяют из условия смятия древесины в месте опирания арки на плиту

Расчетное усилие: H = 435.99 кН.

Толщина упорной плиты может быть найдена из условия

Принимаем толщину упорной плиты

Определение толщины опорной плиты

Расчетное усилие:

где R_всм=7,5 МПа – расчётное сопротивление бетона класса В12,5 смятию

Напряжение под опорной плитой, имеющей размеры в плане 330х300 мм равно:

Изгибающий момент в консоли опорной плиты при расчетной ширине полосы b = 1 см и вылете консоли :

Необходимый момент сопротивления с учетом пластичности стали:

Необходимая толщина опорной плиты:

Принимаем опорную плиту толщиной t = 20 мм.

Определение длины сварных швов, прикрепляющих затяжку к ребру жесткости

Сварные швы, прикрепляющие затяжку к ребру жесткости в опорном узле, должны воспринимать растягивающее усилие затяжки, равное N = +273,79 кН.

Расчетная длина сварного шва определяется из условия на срез согласно п. 11.1 [3] по двум сечениям по металлу шва и по металлу границы сплавления.

Принимаем катет шва 7 мм по таблице 38 [3].

Расчетная длина шва по металлу шва определится по формуле:

Расчетная длина шва по металлу границы сплавления определится по формуле:

где - катеты угловых швов согласно таблице 38 [3];

- коэффициенты условия работы шва;

по таблице 34 [3];

- временное сопротивление стали С255 разрыву.

Принимаем длину шва равной 250 мм.

Расчет и конструирование монтажного стыка

В рассматриваемой двухшарнирной арке принято одно монтажное соединение, которое и является расчетным.

Действующие усилия в сечении:

Монтажные соединения в арках больших поперечных сечений целесообразно решать при помощи стальных вкладышей таврового сечения и стальных нагелей, воспринимающих растягивающие усилия.

Поперечная сила в соединении передается на горизонтальные площадки (консольные части) соединяемых элементов.

Исходя из конструктивных соображений и условий расстановки связей, сечение стального вкладыша принято согласно рисунка ниже.

Площадь поперечного сечения:

Положение нейтральной оси определяется:

,

где S – статический момент площади сечения.

Плечо пары внутренних сил:

Растягивающее усилие в нижнем стальном вкладыше таврового сечения :

Несущая способность стального болта d = 16 мм на один шов соединения (узловой срез) определяется из условий:

- изгиба

- смятие древесины нагельного гнезда

Несущая способность глухаря определяется из условий:

- изгиб

- смятие древесины нагельного гнезда

где с = l_гл - 6 = 150 - 6 = 144 мм

Считая, что растягивающее усилие в соединении распределяются поровну на болты и глухари, определяется количество связей:

- болтов

Принимаем 6 болтов.

- глухарей

Принимаем 12 глухарей по 6 в ряду.

Связи размещаются в соединении согласно п. 5.18[2].

S₁ > 7d = 7·16 = 112 мм - расстояние между осями болтов вдоль волокон древесины. Принимаем S₁ = 120 мм.

S₂ > 3,5d = 3,5·16 = 56 мм - расстояние между осями болтов поперек волокон элемента. Принимаем S₂ = 60 мм.

S₃ > 3d = 3·16 = 48 мм - расстояние между осями болтов и кромкой элемента. S₃ =50мм.

Проверка стального таврового вкладыша на растяжение

где А_н = F_бр – 2*0,006*0,016 = 2,244·10^{-3 м2};

R_y=240 МПа – расчетное сопротивление листовой стали марки С255 растяжению (табл. 51[3]);

γ_с=1,05 – коэффициент условий работы(табл. 6[3]).

Проверка стального вкладыша на смятие производят по формуле:

где Σt= 30·0,006 = 0,18 м;

R_вр = 370 МПа – расчетное сопротивление смятию элементов, соединяемых болтами (табл. 35[3]).

γ_в = 0,9 - коэффициент условия работы (табл. 59 [3]).

Длина консольного горизонтального участка стыкуемых элементов определяется из условия смятия древесины поперек волокон при действии поперечных силы:

Конструктивно принимаем длину консольного участка 450 мм.

Для соединения элементов полуарки (отправочных марок) принимаем 4 болта диаметром d = 16 мм.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: