Проверка плоской формы деформирования рамы.

Геометрический расчет рамы.

Расчетный пролет рамы:

Высота в коньке рамы:

Радиус кривизны расчетной оси в закругленной части рамы:

Принимаю 3 м.

Угол раствора закругленной части полурамы:

Длина дуги полурамы:

Полная длина оси полурамы:

Для определения расчетных усилий ось каждой полурамы делим на десять частей. Одно из сечений принимаем в центре закругленной части полурамы, т.к. в этом сечении будет максимальный отрицательный момент.

1. Полная нагрузка по всему пролету

2. Постоянная нагрузка расположена по всему пролету, а временная - на половине пролета

Распор рамы при единичной нагрузке на половине пролета:

Опорные реакции при загружении на половине пролета:

Опорные реакции при полном загружении:

Распор при полном загружении:

Изгибающие моменты в любой точке рассчитывается по формуле:

Изгибающие моменты в любой точке в правой незагруженной полурамы. (на расстоянии Xот правой опоры)

Результаты вычисление моментов от единичной, постоянной и временной нагрузках приведены в таблице.

M=-371,26 кН*м

Определим в этом же сечение при том же загружении нормальную нагрузку по формуле:

Опорная реакция при полном загружении:

Распор:

Угол наклона к касательной в точке 3:

Наибольший положительный момент в сечении 8 при загружении рамы постоянной нагрузкой и снегом на левой половине пролета.

M=101,86 кН*м

Определим нормальную силу в сечении 8 по формуле:

Опорная реакция определяется по формуле:

Распор:

Подставляя значение получаем:

Максимальный момент в сечении выгиба по модулю М=-371,26 кН*м=-0,371 мН*м

Продольная сила N=218,03 кН= 0,218 мН

Расчетное сопротивление сжатию и изгибу при ширине сечения при высоте сечения см (смотрите СНиП 2-25-80*)

Требуемую высоту сечение можно определить по приближенной формуле (наличие продольной силы учитываем коэффициентом 0,8)

После неоднократного подбора сечения и проверки напряжений принимаем 73 доски шириной 150 мм и 73 доски шириной 75мм толщиной 14,5 мм после фрезерования общей высотой сечения 105,85 см. Ширина сечения 20,5 см. после фрезерования.

Расчетное сопротивлении сосны 2-ого сорта сжатой кромки с учетом коэффициентов (смотрите СНиП 2-25-80*):

Расчетное сопротивление сосны 1-ого сорта верхний кромки растянутой древесины с учетом коэффициентов (смотрите СНиП 2-25-80*):

Находим площадь сечения A, момент сопротивления W, расчетную длину lр, средний радиус инерции i, гибкость y.

Коэффициент учета дополнительного момента при деформации прогиба:

Изгибающий момент:

Коэффициенты Кгв и Кгн к моменту сопротивления W при проверке напряжений сжатия во внутренней и растяжения в наружной кромках сечений. Требование СНиП (смотрите СНиП 2-25-80*):

Моменты сопротивления с учетом влияния выгиба:

Напряжения сжатия и растяжения:

Продольная сила N=84,56 кН= 0,08456 мН

Расчетное сопротивление сжатию и изгибу при ширине сечения при высоте сечения 16 см (смотрите СНиП 2-25-80*)

Сечение принимаем 21 доски шириной 205 мм и высотой 26,5 после фрезерования общей высотой сечения 55,65 см. Ширина сечения 20,5 см. после фрезерования. Фрезерование по пласти 5,5 мм, по кромкам 20 мм.

Расчетное сопротивлении сосны 2-ого сорта сжатой кромки с учетом коэффициентов (смотрите СНиП 2-25-80*):

Расчетное сопротивление сосны 1-ого сорта верхний кромки растянутой древесины с учетом коэффициентов (смотрите СНиП 2-25-80*):

Эксцентриситет расчетной оси от центральной оси сечения:

Расчетный момент с учетом эксцентриситета от расчётной оси до центральной оси сечения:

Находим площадь сечения A, момент сопротивления W, расчетную длину lр, средний радиус инерции i, гибкость y.

Коэффициент учета дополнительного момента при деформации прогиба:

Изгибающий момент:

Напряжения сжатия и растяжения:

Проверка плоской формы деформирования рамы.

(смотрите СНиП 2-25-80* параграф 4.18.).

Рама закреплена по наружным кромкам сечений в покрытии через элементы настила. Внутренняя кромка сечений рамы не закреплена. В сечениях рамы действуют, преимущественно, отрицательные изгибающие моменты, максимальные в серединах выгибов. При этом верхние наружные зоны сечений рамы являются растянутыми и закрепленными из плоскости, а нижние внутренние зоны сжаты и не закреплены. Поэтому необходимо проверить устойчивость плоской формы деформирования полурамы

Площадь сечения гнутой части рамы:

Момент сопротивления:

Радиус инерции, гибкость и коэффициент устойчивости из плоскости при сжатии:

Коэффициент устойчивости при изгибе:

Где -коэффициент формы эпюры изгибающих моментов. (смотрите СНиП 2-25-80* табл. 2, прил. 4.).

Коэффициенты , учитывающие закрепление растянутой кромки из плоскости:

Проверка устойчивости полурамы:

Устойчивость плоской формы деформирования полурамы обеспечена.

Узел решается при помощи стального башмака, упорной диафрагмы между ними. Стальной башмак крепит стойку к опоре.

Расчет опорного узла рассчитываем на действие максимальных сил: продольной N=168,3 кН, поперечной Q=150,23 кН.

Определяем число болтов крепления конца стойки к фасонкам. Принимаем болты диаметром 2,4 см. Они воспринимают поперечную силу Q и работают симметрично при ширине сечения b=20,5 см. при двух швах и угле смятия 90 .

Коэффициент

Несущая способность болта в одном шве:

По изгибу болта

По смятию древесины

Требуемое число болтов

Принимаем 8 болтов диаметром 2,4 см.

Лист работает на изгиб от давления торца стойки и реактивного давления фундамента. Ширина пластины l=20 см. Длина 36 см.

Давление торца стойки:

Давление фундамента:

Изгибающий момент в опорном листе:

Расчётное сопротивление стали R=240 Мпа (сталь с-245)

Требуемый момент сопротивления:

Требуемая толщина листа:

Принимаем толщину листа 10 см.

Расчет боковой пластинки воспринимающую распор рамы:

Длина пластинки 20,5 см. Ширина 25 см. Нагрузка на пластинку Q=150,23.

Давление на пластинку:

Изгибающий момент:

Требуемый момент сопротивления:

Принимаем толщину листа

Коньковый узел решается с помощью двух стальных креплений из упорного листа и двух фасонок с отверстиями для болтов. Коньковый узел рассчитываем на действие максимальных продольной и поперечной сил.

Продольная сила:

Поперечная:

Проверка торцов сечения на смятие под углом a=14 к волокнам древесины.

Расчётное сопротивление смятию:

Площадь смятия:

Напряжение:

Определение числа болтов крепления конца полурамы к фасонкам.

Принимаем болты диаметром d=2 см. Они работают симметрично при числе швов n=2 толщины сечения полурамы 20,5 см. под углом смятия =90-14=76 к волокнам древесины. При этом k =0,597 (смотрите СНиП 2-25-80*)/

Несущая способность болта в одном срезе:

По смятию древесины:

Требуемое число болтов

Принимаем два болта d=2 см.

Сбор нагрузок на плиту покрытия_________________________________________________

Расчет плиты покрытия обшивкой вверх___________________________________________

Сбор нагрузок на раму__________________________________________________________

Расчет трехшарнирной рамы_____________________________________________________

Конструирование узлов рамы____________________________________________________

Дополнительная информация по обработке древесины______________________________

Список литературы_____________________________________________________________

Для клееной арки используем клей эпоксидный. Один из недостатков древесины- снижение механических свойств при увеличении влажности, приводящей к деформациям разбухания и биологическому разрушению- гниению. При быстром высыхании возникают деформации усушки, вызывающие растрескивание древесины, а в клееных элементах-снижение прочности клеевых швов.

Настил и раму пропитываем стиролом. Стирол обладает важной модификационной особенностью, он не просто заполняет свободные пространства в древесине, а взаимодействует с ее компонентами. В результате ограничивается или совсем устраняется такие недостатки древесины как набухание, растрескивание, загнивание и возгорание. При этом сохраняется малая объёмная масса, высокая прочность, тепло и звукоизолирующая способность, химическая стойкость.

Для предотвращения заражения древесины насекомыми при изготовлении рамы в клей добавляют антисептик, в данном случае борную кислоту. Настил обрабатывают фенолом.

1. СНиП 2-25-80*. Деревянные конструкции. -М.:Стройиздат, 1982.-66с.

2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. –М.: ФГУП ЦЦП, 2005-44с.

3. Расчет и конструирование деревянных рам. Метод. Указания для выполнения курсовых и дипломных проектов. / Составитель: С.В. Зонина, О.П. Корчагин- Набережные Челны: ИНЭКА, 2006.-113 с.

4. Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс /В.Е. Шишкин Москва стройиздат 1974 223 с.

5. Конструкции из дерева и пластмасс /Арленинов Д.К., Буслаев Ю.Н., Игнатьев В.П., Романов П.Г., Чахов Д.К.. Под общей редакией д.т.н., проф. Каф. КДиП МГСУ Арленинова Д.К.. Москва Изд-во АСВ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: