Конструкции из дерева и пластмасс. (Деревянные решетчатые стойки)
.pdfПостоянная вертикальная нагрузка
● на шатровую ветвь P2ш = Nш - 0,9 Pcн = 112 ,7 - 0,9 × 42 = 74,9 кН, ● на подкрановую ветвь
P2П = NП -0,9Dmax =171,2-0,9×170,54 =17,7 кН.
Наибольшие растягивающие усилия ● в шатровой ветви
|
|
|
|
n/ |
|
|
М |
П |
|
|
|
0,9 |
|
|
88,1 |
|
|
||||
N |
|
= -Р |
|
1 |
+ |
|
|
= -74 |
,9 |
|
|
|
+ |
|
|
= 65 кН, |
|||||
0ш |
2ш n |
xh |
1,1 |
0,92 ×0,75 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
● в подкрановой ветви |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
n/ |
|
|
М |
ш |
|
|
|
0,9 |
|
|
|
78,1 |
|
|
|||
N |
|
= -Р |
|
1 |
+ |
|
|
|
= -17,7 |
|
|
|
|
+ |
|
|
= 97,5кН. |
||||
|
|
|
xh |
|
1,1 |
|
0,93 ×0,75 |
||||||||||||||
|
0П |
2П n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Требуемое сечение парных фундаментных болтов для каждой ветви
А = |
N0max |
= |
97,5×10−3 |
= 2,64×10 |
−4 2 |
|
|
м . |
|||
|
|
||||
нт |
2 Rфб |
|
2×185 |
|
|
|
|
|
|
Для фундаментных болтов из стали ВСт3кп2 по ГОСТ 535–88 с расчётным сопротивлением Rфб = 185 МПа [3, табл. 60].
Принимаются болты М24 с площадью сечения нетто Aнт = 3,24 см2 (для болтов М20 Aнт = 2,25 см2 ; М30 Aнт = 5,19 см2; М36 Aнт = 7,59 см2).
15.6. Расчёт болтов прокладки ветви
Усилие с фундаментных болтов каждой ветви передаётся через стальную траверсу, выполненную из уголков, на прокладку, расположенную между стойками ветви, и далее – на стойки.
Требуемое количество двухсрезных болтов диаметром d = 20 мм, крепящих прокладку к стойкам ветви, при ранее рассчитанной величине
Tmin = Tcp = 7,5 кН : |
|
|
|
|
|
n = |
N0max |
= |
97,5 |
= 6,5 шт . |
|
2 T |
2 ×7,5 |
||||
|
|
|
|||
|
min |
|
|
|
Принимаем 8 болтов.
Болты размещаются в два ряда с шагом вдоль волокон не менее s1 =7,d =14см; между рядами s2 = 3,5, d = 7 см (принимаем s2 = 8 см);
s3 = 2,d = 6 см. Высота прокладки из условия размещения болтов равна
90 cм .
61
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
15.7. Расчёт стальной траверсы
Траверсу выполняем из двух уголков 75 ´ 6 мм, сваренных на полный
квадрат. Расчётный пролёт траверсы |
Lтр = B + 2Ñ = 20 + 2 ´ 4 = 28 см. |
Здесь В = 20 см – ширина прокладки, |
Ñ = 4 см – ограничение по усло- |
вию возможности работы гаечным ключом (для болтов с диаметрами 20 , 27 и 30 мм, ограничение Ñ равно соответственно 35,45,50 мм). Полная длина траверсы L = Lmp + 2 (2 d ) = 28 + 2 (2 × 2,4) = 38 см (рис. 36).
Рис. 36. Расчётная схема траверсы
Расчётный изгибающий момент в середине длины траверсы:
Mmax = |
N lmp |
- q |
B2 |
= |
97,5 × 28 ×10−2 |
- |
97,5 0,22 |
= 4,4 кНм. |
|||
|
|
|
|
|
0,2 8 |
||||||
2 2 |
8 |
4 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
Вычисляем момент инерции и момент сопротивления траверсы:
J |
|
= 2 [J |
|
+ |
A z2 |
]= 2 |
é |
|
|
æ |
7,5 |
- 2,06 |
ö2 |
ù |
= 143,4 см, |
|||
x0 |
x |
ê46,6 |
+ 8,78ç |
|
÷ |
ú |
||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
ê |
|
|
è |
2 |
|
ø |
ú |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ë |
|
|
|
|
|
|
û |
|
|
|
|
|
|
|
Wx0 |
= |
|
J |
= |
|
143,4 |
= 38,2 см3 . |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
0,5 b |
0,5 ×7,5 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Проверка прочности выполняется: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
s = |
M |
max = |
|
4,4 ×10−3 |
|
= 115 MПa < Ry = 235 МПа. |
||||||||||
|
|
|
|
38,2 ×10−6 |
||||||||||||||
|
|
|
Wx0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
15.8. Расчёт стыка ветви
Так как длина шатровой ветви, равная 7,25 м, превышает максимальную длину пиломатериалов по сортаменту (6,5 м), необходимо устройство стыка.
62
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Стык шатровой ветви выполняется во второй панели ветви лобовым упором, расположенным на расстоянии 3,4 м снизу стойки с постановкой
накладок и прокладки толщиной b = 150 мм, стянутых болтами (анало-
гично чертежу прил. 2).
Растягивающее усилие в стыке, в запас, принимаем равным
N 0ш = 65 кН.
Определяем несущую способность одного среза болта:
–из условия смятия крайнего элемента Tкр = 0,8ad = 0,8 ×15 × 2 = 24 кН;
–из условия смятия среднего элемента Тср = 0,5cd = 0,5 × 7,5 × 2 = 7,5 кН;
–из условия изгиба болта Tu = (1,8 d 2 + 0,02 ×152 )= 11,7 кН. Требуемое количество четырёхсрезных болтов с каждой стороны
стыка n = |
N0ш |
= |
65 |
= 2,2 шт. Принимаем 4 болта. |
|
4 T |
4×7,5 |
||||
|
|
|
|||
|
min |
|
|
|
Проверяем сечение накладок на прочность при растяжении
A |
= b h - 2 d b = 15 × 20 - 2 × 2 ×15 = 240 см2 , |
||||
нт |
N |
|
|
65 ×10−3 |
|
s = |
0ш |
= |
= 2,7 МПа < Rp = 7 МПа. |
||
|
|
240×10−4 |
|||
|
Aнт |
|
|||
Условие прочности удовлетворяется.
63
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Большое разнообразие конструктивных решений зданий и сооружений из древесины невозможно рассмотреть в одном учебном пособии.
Учитывая то, что на Дальнем Востоке древесина является местным строительным материалом, а сеть коммуникаций для транспортировки заводских изделий ещё недостаточна, наибольший интерес для региона представляют конструкции построечного изготовления.
Поэтому в учебном пособии рассмотрено проектирование таких конструкций с применением составных решетчатых стоек, ферм с составным верхним поясом из брусьев на деревянных пластинчатых нагелях.
Вместе с тем с развитием и расширением индустриальной базы заводского изготовления конструкций, например из клееной древесины (как наиболее прогрессивных), возникает потребность в умении их проектировать.
Поэтому в дальнейших изданиях планируется рассмотреть расчёты индустриальных деревянных конструкций.
64
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
65
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ КРУГЛОГО ЛЕСОМАТЕРИАЛА
Геометрические |
Ши |
|
Пло- |
Момент |
Момент сопро- |
Радиус |
||||
характеристики |
ри- |
Вы- |
щадь |
инерции в d4 |
тивления в d3 |
инерции в d |
||||
|
на |
сота |
сече- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Форма |
b в |
h в d |
ния А |
Jx |
Jy |
Wx |
Wy |
ix |
iy |
|
сечения |
d |
|
в d2 |
|
|
|
|
|
|
|
Круглое |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
1,0 |
0,785 |
0,04909 |
0,04909 |
0,09817 |
0,09817 |
0,25 |
0,25 |
|
Отесанное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на два |
1/3 |
0,943 |
0,773 |
0,04611 |
0,04901 |
0,09781 |
0,09802 |
0,244 |
0,252 |
|
канта |
||||||||||
1/2 |
0,866 |
0,740 |
0,03949 |
0,04852 |
0,09120 |
0,09704 |
0,231 |
0,256 |
||
|
||||||||||
Отесанное |
1/3 |
0,943 |
0,760 |
0,04603 |
0,04603 |
0,09766 |
0,09766 |
0,246 |
0,246 |
|
на четыре |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
канта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/2 |
0,866 |
0,695 |
0,03892 |
0,03892 |
0,08990 |
0,08990 |
0,236 |
0,236 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |
|
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
КОНСТРУКЦИЯ КРАЙНЕЙ СТУПЕНЧАТОЙ РЕШЕТЧАТОЙ СТОЙКИ
|
|
|
66 |
66 |
|
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
КОНСТРУКЦИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТУПЕНЧАТОЙ РЕШЕТЧАТОЙ СТОЙКИ СО СКВОЗНОЙ ШАТРОВОЙ ВЕТВЬЮ
67
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
КОНСТРУКЦИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТУПЕНЧАТОЙ РЕШЕТЧАТОЙ СТОЙКИ С КАЧАЮЩЕЙСЯ ШАТРОВОЙ ВЕТВЬЮ
68
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ВИДЫ И РАЗМЕРЫ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
Рисунок. Виды пиломатериалов
Размеры сечения пиломатериалов приведены в таблице. Номинальные толщина и ширина пиломатериалов установлены для
древесины влажностью 20 %. Пиломатериалы с большей или меньшей влажностью должны иметь толщину и ширину более или менее номинальных размеров с расчетом усушки по ГОСТ 6782.1–75 и ГОСТ
6782.2–75.
Таблица
Номинальные размеры пиломатериалов хвойных пород
(ГОСТ 24454–80)
Толщина, мм |
|
|
|
Ширина, мм |
|
|
|
|
||
16 |
75 |
100 |
125 |
160 |
– |
|
– |
– |
– |
– |
19 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
– |
– |
– |
– |
22 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
– |
– |
25 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
– |
32 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
275 |
40 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
275 |
44 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
275 |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
275 |
60 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
275 |
75 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
275 |
100 |
– |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
275 |
125 |
– |
– |
125 |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
– |
150 |
– |
– |
– |
150 |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
– |
175 |
– |
– |
– |
– |
175 |
|
200 |
225 |
250 |
– |
200 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
200 |
225 |
250 |
– |
250 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
– |
– |
250 |
– |
69
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
КОЭФФИЦИЕНТЫ α ДЛЯ РАСЧЕТА ПЛИТ
Таблица 1
Значения коэффициента α для плиты, опертой по трем сторонам
а / b |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
2,0 |
>2 |
α |
0,06 |
0,074 |
0,088 |
0,097 |
0,107 |
0,112 |
0,120 |
0,126 |
0,132 |
0,133 |
|
Примечания |
. b – свободная сторона. |
|
|
|
|
|
|||
Таблица 2
Значения коэффициента α для плиты, опёртой по четырём сторонам
а / b |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
2,0 |
>2 |
α |
0,048 |
0,055 |
0,063 |
0,069 |
0,075 |
0,081 |
0,086 |
0,091 |
0,094 |
0,100 |
0,125 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
КРАНЫ МОСТОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ (ГОСТ 25711–83)
Грузо- |
|
|
|
|
|
Дав- |
|
|
|
подъ- |
Про- |
База |
Ши- |
Высо- |
Свес |
ление |
Масса |
Масса |
|
ём- |
рина |
та Нк, |
В1, |
коле- |
те- |
крана, |
|||
ность, |
лёт, м |
Ак, м |
са |
леж- |
|||||
Вк, м |
м |
м |
т |
||||||
т |
|
|
Рmax, |
ки, т |
|||||
|
|
|
|
|
|
кН |
|
|
|
|
10,5 |
3,7 |
4,7 |
|
|
50 |
|
9 |
|
5 |
16,5 |
3,7 |
4,7 |
1,65 |
0,23 |
55 |
2,0 |
11 |
|
|
22,5 |
3,7 |
4,7 |
|
|
60 |
|
13 |
|
|
10,5 |
4,4 |
5,4 |
|
|
70 |
|
10 |
|
8 |
16,5 |
4,4 |
5,4 |
1,90 |
0,23 |
80 |
2,2 |
12,5 |
|
|
22,5 |
4,4 |
5,4 |
|
|
85 |
|
14,5 |
|
|
10,5 |
4,4 |
5,4 |
|
|
80 |
|
11 |
|
10 |
16,5 |
4,4 |
5,4 |
1,90 |
0,23 |
85 |
2,4 |
13 |
|
|
22,5 |
4,4 |
5,4 |
|
|
95 |
|
15,8 |
Примечание. Пролёты кранов допускается уменьшать на значение, кратное 0,5 м.
70
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com