|
Расчет анкерных болтов и траверсК пластинам ниже отметки -0,05 м приварены траверсы из профилированной листовой стали для пропуска анкерных болтов, замоноличенных в фундаменте. Ось двуханкерных болтов по одну сторону стойки находится на одной линии с осью боковой пластины стойки, поэтому усилие, воспринимаемое этими болтами, равно усилию растяжения пластины. Требуемая площадь нетто сечения одного анкерного болта, выполненного из стали марки Вст3кп2, равна: Abn = Na /(2 Rbam) = 86580/(2×150×0,85) = 340 мм2, где m = 0,85 - коэффициент уменьшения расчетного сопротивления двойных болтов. Принимаем анкерные болты d = 24 мм, Abn = 352 мм2. Из плоскости рамы анкерные болты размещаются на расстоянии 200 мм, а плечо анкерного болта до грани боковой пластины составляет c = 200/2 - 50/2 = 75 мм. На каждую траверсу, приваренную к боковой пластине, действуют изгибающий момент и поперечная сила: M = c 3 Na /2 = 0,075×86,58/2 = 3,247 кН×м; Qa = Na /2 = 86,58/2 = 43,29 кН. Траверсы изготавливаются из листовой стали 100 ´ 10 мм марки Вст3пс6-1. Геометрические характеристики сечения траверсы равны: F = 2×10×100 = 2000 мм2; W = 2×10×1002/6 = 333,3×102 мм3; I = 2×10×1003/12 = 1666,7×103 мм4; S = 2×10×1002/8 = 25000 мм3; t = 10 мм σ = M / W = 3247000/33330 = 97,42 МПа < Ry γс/γ n = 240×0,9/0,95 = 227 МПа; τ = QS /(Jt) = 43290×25000/(1066,7×103×10) = 64,9 МПа < Ra = 0,58 Ry γс/γ n = 0,58×227 = 132 МПа. Прочность сечения траверсы достаточна. Траверсы привариваем к боковой пластине двумя угловыми швами с катетом kf = 8 мм, длиной l ω = 100 мм. Находим момент сопротивления швов Wf =2β fkfl ω2/6 = 2×0,7×8×1002/6 = 18667 мм3; площадь поперечного сечения швов Ff = 2β fkfl ω = 2×0,7×8×100 = 1120 мм2; нормальные и касательные напряжения в швах σ f = M / Wf = 3247000/18667 = 173,9 МПа; τ f = Q / Ff = 43290/1120 = 38,7 МПа; равнодействующую нормальных и касательных напряжений = 178,2 МПа < R ω f γω f γс/γ n = 185×1×1/0,95 = 195 МПа. Определяем толщину шайбы анкерного болта, опирающейся на траверсу. Пролет шайбы l = 50 + 10×2/2 = 60 мм, ширина шайбы b = 60 мм. Изгибающий момент от сосредоточенной силы, передаваемый на шайбу анкерным болтом, M = Nal /(2×4) = 86580×60/(2×4) = 649,4×103 Н×мм. Требуемая толщина шайбы из стали марки Вст3пс6-1 h ш = = 17,4 мм. Принимаем шайбу толщиной 18 мм. Пример 2. Запроектировать деревянную гнутоклееную раму пролетом 18 м, шагом 3 м для здания спортивного зала (рис. 59). Ограждающие конструкции покрытия - утепленные плиты размером 1,5 ´ 3 м. Кровля - рулонная. Район строительства - Петрозаводск. Нагрузки на 1 м горизонтальной проекции рамы, кН/м: постоянная (от собственного веса рамы и покрытия) нормативная g н = 3,2 и расчетная g = 3,55; временная снеговая нормативная q н = 4,5; расчетная равномерно распределенная q = q н c 1 = 4,5×0,5 = 2,25 и распределенная по треугольнику на половине пролета q 1 = q н c 2 = 4,5×2,2 = 9,9, коэффициенты c 1 и c 2 соответствуют отношению f / l = 1/4 СНиП II-6-74, табл. 5. Расчетным сочетанием нагрузок, вызывающим максимальный изгибающий момент, является совместное действие нагрузок а и b (рис. 60). Эпюра моментов для данного нагружения представлена на рис. 61. Значение расчетного момента M = 101,7 кН×м, нормальная сжимающая сила в том же сечении N = 69,7 кН. Рис. 59. Схема поперечного разреза здания Боковое действие ветровой нагрузки уменьшает расчетное значение отрицательного момента от собственного веса покрытия со снегом и поэтому не учитывалось. Для принятого эллиптического очертания криволинейной части оси рамы радиус кривизны в расчетном сечении r = 7,31 м. Рис. 60. Расчетная схема рамы с нагрузками (а) постоянная нагрузка от собственного веса; (б, в) снеговая нагрузка
Рис. 61. Эпюра расчетных изгибающих моментов Задаемся постоянной высотой сечения рамы h = 630 > l /30 = 18000/30 = 600 мм и шириной сечения b = 140 мм при толщине слоев a = 33 мм, тогда радиус кривизны внутренней кромки в расчетном сечении rk = t - h /2 ≈ 7 м и rk / a = 7000/33 = 210 > 150. По СНиП II-25-80 табл. 7, 8, 9 m б = 0,95; m сл = 1, m гн = 0,92, а расчетное сопротивление изгибу и сжатию вдоль волокон при использовании сосновых пиломатериалов 2-го сорта и введении коэффициента надежности по назначению γ n = 0,95. R и = R с = 15 m б m гн/γ n = 15×0,95×0,92/0,95 = 13,8 МПа. Проверку прочности рамы в расчетном сечении при h / r = 0,63/7,31 ≈ 1/11 < 1/7 производим согласно СНиП II-25-80, пп. 4.17 и 6.28 по формуле N / F расч + M д/ W расч = 69,7×102/8,8×104 + 108,1×106/9,25×106 = 12,5 < R и = 13,8 МПа, где M д = M /ξ = 101,7/0,94 = 108,1 кН×м. Так как очертание гнутоклееной рамы с короткими прямолинейными участками приближается к очертанию арки, то, руководствуясь СНиП II-25-80, пп. 4.17 и 6.27, в формулу для определения коэффициента ξ подставляем значение сжимающей силы N 0 = 29 кН в ключевом шарнире рамы: ξ = 1 - N 0/(φ FR с) = 1 - 29×103/(0,425×8,8×104×13,8) = 0,94; Здесь φ = 3000/λ2 = 3000/842 = 0,425; λ = l 0/(0,289 h) = 0,5 s /(0,289 h) = 0,5×30,8/(0,289×0,63) = 0,84; s - полная длина контура рамы по центральной оси. При подкреплении внешней кромки полурамы в трех промежуточных точках поперечными и продольными связями жесткости с отношением размеров поперечного сечения рамы h / b = 630/140 ≈ 4,5 проверка устойчивости плоской формы деформирования не требуется ввиду очевидного запаса. Соединение полурам в ключевом шарнире осуществляется лобовым упором с боковыми накладками на болтах. Сопряжение концов рамы с фундаментами в пятах для передачи распора и вертикальной опорной реакции выполняется при помощи сварного башмака из листовой стали. Для обеспечения пространственной жесткости и устойчивости рам и здания в целом в торцевых секциях устраиваются поперечные связевые фермы, доведенные до основания рам. Применение рамы эллиптического очертания позволяет, не стесняя габаритов, достигнуть более выгодного соотношения между радиусом кривизны и толщиной слоев, снижая за счет этого расход пиломатериалов. Колонны 6.50. Деревянные колонны каркасных зданий могут осуществляться в виде дощатоклееных и составных брусчатых элементов прямоугольного сечения с защемлением в пяте. Высоту сечения наружных колонн рекомендуется принимать h = 1/16 - 1/12 длины колонны, а ширину сечения b = h /4 - h /2. Для внутренних колонн допускается использование квадратного сечения. Защемление деревянной колонны в пяте осуществляется с помощью анкерных креплений к оголовку, верхняя отметка которого должна возвышаться над уровнем пола св. 15 см. Рис. 62. Варианты анкеровки клееной колонны в подошве посредством металлических деталей 1 - колонна (поперечный разрез); 2 - анкеры 6.51. В зависимости от схемы нагружения колонна рассчитывается на центральное сжатие или на сжатие с изгибом и проверяется на устойчивость плоской формы деформирования. 6.52. Сечение колонны подбирается методом последовательного приближения на воздействие наиболее невыгодного сочетания нагрузок, задаваясь в рекомендуемых пределах значениями высоты и ширины сечения. Подбор сечения анкерных креплений и проверка прочности сечения в пяте колонны (рис. 62) производятся в зависимости от величины эксцентриситета e 0 = M д/ N, где M д = M /ξ. Если e 0 ≤ h /6 и все сечение сжато, то анкерные крепления в пяте ставятся конструктивно. При этом суммарная площадь их сечения должна составлять не менее 1 % площади сечения колонны. Если e 0 > h /6 и сечение колонны сжато не по всей площади, то возникающее растягивающее усилие Na, которое должно быть воспринято анкерными креплениями, определится в первом приближении по формуле Na = N (e 0 - h /2 + x /3)/(h 0 - x /3). (50) x = h [(1 + h)/6 e 0]/2 - высота сжатой зоны сечения, h 0 = h ± a - расстояние от центра тяжести анкерных сечений до сжатой грани колонны в соответствии с рис. 62; a - расстояние от центра тяжести анкерных креплений до ближайшей к ним грани колонны. Площадь сечения анкерных креплений со стороны растянутой зоны сечения колонны определяется из условия Fa ≥ Na / Ra, (51) где Ra - расчетное сопротивление растяжению стальных анкерных креплений (болтов, арматуры). 6.53. Проверка прочности сечения в пяте колонны производится в приведенной ниже последовательности. Сначала находятся возможные предельные значения осевого усилия N 1 и N 2 N 1 = bh 0 R см[2(1 + T / A)] - T; N 2 = bhR см/2, где T - расчетная несущая способность анкерного крепления, принимаемая равной меньшему из двух значений Ta и T д: Ta = FaRa - несущая способность самого анкерного крепления; T д - несущая способность соединения анкерного крепления с древесиной согласно СНиП II-25-80 п. 5.31, при этом должно выполняться условие T д ≥ Na; A = 20 FaR см. Если N ≤ N 1, то прочность сечения обеспечена при Ne ≤ (N + T)(h 0 - x /3), (52) где e = e 0 + ha - h /2;
B = 20 Fa (N + T)/(bT). Если N 1 < N <N 2, то прочность сечения обеспеченапри Ne ≤ (1/2) bx (h 0 - x /3) R см, (53) где x = [ N - A + ]/(bR см). 6.54. Высоту сжатой зоны сечения x можно определить из кубического уравнения, используя выражения (50) и (51) для нахождения Fa: Аx 3 + Вx 2 + Сx + Д = 0, где А = -2 Nb /3, В = -2 Nb (e 0 - h /2); С = -80 NFa [ e 0 + (h ± 2 a)/2]; Д = 80 NFa [ e 0 + (h ± 2 a)/2](h ± a). Тогда напряжения растяжения при анкерном креплении и краевые напряжения смятия в древесине проверяются по формулам: σ a = N (e 0 - h /2 + x /3)/[ Fa (h 0 - x /3)] ≤ Ra; σ aFa ≤ Ta; σд = 2 N (e 0 + h 0 - h /2)/[ bx (h 0 - x /3)] ≤ R см. 6.55. Анкерные крепления конструируются по симметричной схеме и предусматриваются со стороны растянутой и сжатой зоны, имея в виду возможную перемену знака момента в процессе монтажа и при эксплуатации. 6.56. При проектировании соединений деревянных клееных колонн с фундаментами на металлических закладных деталях должны учитываться требования огнестойкости и антикоррозионной защиты. ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|