9897

нормальные силы от горизонтальной ветровой нагрузки. Ветровая нагрузка вносит незначительный вклад в расчетные сочетания нагрузок (см., например, табл. 8.2) на рамные сооружения незначительной высоты и закрытые стеновым ограждением. Однако, для зданий без стен в виде навесов ветровая нагрузка должна учитываться при расчете кровли, прогонов, консоли рамы и других элементов. При высоте закрытых зданий менее 5 м ветровая нагрузка не учитывается.

Подбор сечения элементов рамы производят по расчетным усилиям с учетом основных и дополнительных сочетаний нагрузок. Значения изгибающих моментов изменяются по длине ригеля, поэтому его сечение принимают переменным соответственно эпюре моментов. Сечения ригеля проверяют по формулам для сжато-изогнутых цельных стержней с учетом коэффициента условий работы на изгиб клееных конструкций.

Рис. 8.4. Опорный узел V-образной стойки:

1 – подкос; 2 – гнутая соединительная накладка; 3 – болты диаметром 12 мм;

4 – анкерный болт диаметром 20 мм; 5 – два слоя гидроизоляции; 6 – фундамент

Стойку рассчитывают как сжато-изгибаемый (растянуто-изгибемый) элемент от воздействия собственного веса, снега и ветра. Соединение стойки рамы с ригелем выполняют лобовым упором и перекрывают парными накладками на расчетных двухсрезных болтах, которые воспринимают возможные в стойке усилия растяжения при воздействии собственного веса и снега (рис. 8.3, узел Б). В подкосе рамы возникают только сжимающие усилия, его соединение с ригелем осуществляют лобовым упором с двумя накладками на монтажных болтах.

111

В месте примыкания подкоса (рис 8.3, узел Д; рис. 8.5; рис. 8.6) ригель проверяют на смятие под углом к волокнам.

Присоединение подкосов к ригелю (см. рис. 8.5) осуществляется с помощью двухсторонних деревянных накладок на болтах. В нижней зоне ригеля к нему с двух сторон примыкают парные прогоны продольных связей, располагаемые в плоскости подкоса.

На рис. 8.6 показан вариант узла без врубки подкоса в ригель. Подкос упирается в подкладку, приклеенную к ригелю после его изготовления и дополнительно укрепленную стальными нагелями. Сдвигающая сила, на которую работает подкладка, T = N ×cos γ.

Соединение торцов клееных блоков ригеля в коньковом узле выполняют впритык с боковыми парными накладками на болтах. Торцы ригеля проверяют на смятие. Действующая в коньковом узле поперечная сила воспринимается накладкой и болтами (рис. 8.3, узел О). Стойки и подкосы опираются на фундамент торцами. Под торцом подкоса проверяют прочность бетона фундамента на местное сжатие.

Рис. 8.5. Узел Б (вариант 2):

1 – ригель рамы; 2 – подкос; 3 – накладка сечением 190х80 мм; 4 – болты диаметром 12 мм (количество болтов принимается конструткивно); 5

– прогоны продольных связей; 6 – гнутые накладки для крепления связей

112

Рис. 8.6. Узел Б (вариант 3):

1 – подкладка, присоединяемая к ригелю после его изготовления; 2 – нагели (остальные элементы узла такие же как на рис. 8.5)

8.2. Пример расчета рамы с V-образной стойкой

Условия: запроектировать раму пролетом l=22м, с шагом В=4,6м, консолями с=1м, высотой стойки, равной 8,6м, здание теплое, г. Казань,

γn = 0,95

8.2.1.Сбор нагрузок и статический расчет рамы

Постоянные нагрузки:

- вес покрытия; -собственный вес несущей конструкции.

Собственный вес покрытия

Таблица 8.1

113

Окончание таблицы 8.1

Если кровля холодная, то из состава кровли удаляются пункты 2, 3 и 4. Собственный вес балки может задаваться по прототипам или определяться по формуле:

Погонный вес балки составит gб = gсв × B = 0, 2226 × 4, 6 =1, 024 кНм.

Определим собственный вес балки по прототипам.

Собственный вес погонного метра балки сечением 200 ×500мм , плотностью δ = 6, 00 кНм3 составит:

gб = ρ ×b × h ×γ f = 600 × 0, 2 × 0, 5 ×1,1 = 0, 66 кнм .

Принимаем более реальное значение gб = 0, 66 кНм .

Суммарная постоянная погонная нагрузка:

g = gП × B + gб = 0, 7435× 4, 6 + 0, 66 = 4, 08 кНм.

114

NCT = -RA - NP ×cosα = -48,96êÍ + 61, 69 ×cos 20O = 9, 02 ê.

Видим, что направление усилия в стойке выбрано правильно (усилие положительное) – она растянута, а в подкосе обратное – он сжат.

Определяем усилия в коньковом шарнире:

RO = 0; NO = H A = 21,10кН

Расчет ригеля

Рассмотрим левую часть рамы, состоящую из трех участков. На нее действует постоянная погонная нагрузка q , приведенная к горизонтальной проекции и две силы NСТ и N p уже с действительными направлениями

соответственно: NСТ - растяжения, N p - сжатия. Поскольку балка расположена под углом α = 15, 3O к горизонтальной оси и нагрузке q , то в нашем случае целесообразно разложить (привести) нагрузку к оси балки и системе сил NСТ и N p . Усилия определяем для 5 сечений: x = 0 (на конце консоли); x = 1, 04м (над стойкой т. 2); x = 1, 04 + 3, 62 = 4, 66м (над подкосом т. 3); в середине ригеля (т. 4) и точке 5 на коньке. При больших пролетах следует назначать несклько сечений между подкосом и коньком или уточнить Mmax после расчетов дополнительно.

I участок: 0 ≤ х ≤ 7, 78м

∑ Fx = 0 : N x + qx × x + H O × cos15, 3O = 0;

x = 0 : Nx−5 = 20, 35кН;

x = 3,89 : Nx−4 = 24, 55кН;

116

x = 1, 04 : Qy −2 = 4,10кН;

M z = - qy × x2 ; 2

Полученные значения усилий в пограничных сечениях совпадают с полученными на участках I и III. Результаты расчетов заносим в таблицу 8.2.

117

8.2.2. Снеговая нагрузка

Согласно приложению 3 СНиП 2.01.07-85 и СТО 36554501-015- 2008[11] “ Нагрузки и воздействия” для зданий с двускатными покрытиями рекомендуются четыре схемы снеговых нагрузок:

Видим, что при угле наклона кровли равном 15,3O снеговую нагрузку следует принимать по 1 и 4 варианту с μ = 1 .

Расчетное значение снеговой нагрузки для г. Казани S = 2, 4 кНм2 , нормативное - S н = S ×0, 7 =1, 68 кНм2 .

Погонная снеговая нагрузка на раму:

S = S × B = 2, 4 × 4, 6 =11, 04 кНм2 .

Первый вариант загружения предполагает равномерную нагрузку по всему пролету S =11, 04 кНм . Поскольку в предыдущем разделе нами уже получены усилия в сечениях ригеля от постоянной равномерной нагрузки q = 4, 08 кНм , поэтому умножая на коэффициент k = Sq =11, 044, 08 = 2, 7 получим усилия от S =11, 04 кНм и занесем их в таблицу 8.2.

Снеговая нагрузка на половине пролета:

Проверка выполнена RO = RB .

119

Подкос сжат, стойка растянута.

Расчет ригеля

I участок: 0 ≤ x ≤ 7, 78м

120