- •Введение
- •1. Расчет клееной плиты покрытия
- •1.1. Исходные данные
- •1.2. Конструктивное решение плиты
- •1.3. Применяемые материалы
- •1.4. Назначение размеров плиты
- •1.5. Компоновка поперечного сечения плиты
- •1.5.3. Определение толщины фанерных обшивок
- •1.5.4. Проверка прочности принятого сечения верхней обшивки на местный изгиб
- •1.6. Расстановка поперечных ребер
- •1.7. Нагрузки, действующие на плиту
- •1.8. Статический расчет плиты
- •1.10. Расчёт плиты по первой группе предельных состояний
- •1.10.1. Проверка растянутой обшивки с учетом сращивания листов фанеры на «yс» в расчетном сечении
- •1.10.2. Проверка верхней сжатой обшивки на устойчивость
- •1.10.3. Проверка фанеры на скалывание по собственному клеевому шву
- •1.11. Расчет плиты по второй группе предельных состояний
- •2.1. Определение расчетной длины балки
- •2.2. Определение нагрузок, действующих на балку
- •2.3. Статический расчет балки
- •2.4. Определение высоты балки на опоре из условия прочности по касательным напряжениям
- •2.5. Расчет балки по первой группе предельных состояний
- •2.5.1. Проверка прочности принятого расчетного сечения по нормальным напряжениям
- •2.5.2. Проверка устойчивости плоской формы деформирования изгибаемых элементов прямоугольного сечения
- •2.6. Расчет балки по второй группе предельных состояний
- •3. Проектирование дощато-клееных колонн поперечной рамы одноэтажного здания
- •3.1. Составление расчетной схемы двухшарнирной поперечной рамы и определение усилий в колоннах
- •3.2. Сбор нагрузок на раму
- •3.3. Статический расчет колонны
- •3.4.1. Проверка устойчивости колонны в плоскости поперечника
- •3.4.2. Проверка устойчивости колонны из плоскости поперечника
- •5. Расчет и конструирование узла сопряжения колонны с фундаментом
- •Библиографический список
- •Приложение
mсл = 1 при толщине слоя досок в пакете 33 мм. Принимается по СП [1, табл.10];
n – коэффициент, учитывающий срок службы проектируемого здания, принимается по СП [1, табл. 12].
Произведение коэффициентов условий работы
mi |
1 |
mв mб mсл . |
|
||
|
n |
3.4.1. Проверка устойчивости колонны в плоскости поперечника
В соответствии с принятым решением узла сопряжения колонны с фундаментом в плоскости поперечника колонна испытывает сжатие с изгибом. Расчетная схема колонны в плоскости поперечника приведена на рис. 32.
Условие порочности СП [1, формула (30)]:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
M д |
R |
|
(54) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
И |
c |
mi . |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
F расч |
Wрасч |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
и |
Д |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рис. 32. Расчетная схема |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
колонны в плоскости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
поперечника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Вычисляем площадьбпоперечного сечения колонны (см2) и момент со- |
||||||||||||||
противления (см3): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fк расч bк hк ; Wу |
bк hк |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетную длину |
колонны (см) в плоскости поперечника можно опре- |
|||||||||||||
делить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lоу = μо Hк, |
|
|
|
|
|
где μо – принимается по СП [1, п. 6.23]. В данном случае μо = 2,2.
Радиус инерции поперечного сечения (см) колонны относительно оси y
rу = 0,289 hк.
Гибкость колонны в плоскости поперечника
у = lоy / rу.
Полученное значение гибкости колонны должно удовлетворять усло-
вию
у < max = 120.
43
Если полученная гибкость колонны превысит предельно допустимую, необходимо увеличить высоту поперечного сечения колонны hк и повторить расчет.
Если полученное значение у > 70, коэффициент продольного изгибау в плоскости поперечника необходимо определять по СП [1, формула (8)]:
у |
3000 |
. |
(55) |
|
|||
2 |
|||
|
у |
|
Если у < 70, коэффициент продольного изгиба у в плоскости поперечника необходимо определять по СП [1, формула (7)]:
|
|
|
|
|
у |
|
|
|
|
1 а |
|
|
.2 |
(56) |
|
у |
|
|
|
||||
|
|
100 |
|
||||
|
|
|
|
|
Коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной
силы вследствие прогиба элемента определяется по СП [1, формула (32)]: |
|||||||
|
|
|
|
И |
|
||
1 |
|
|
N |
|
|||
|
|
R F бр |
. |
(57) |
|||
|
Д |
|
|||||
|
|
|
у |
c |
|
||
Тогда изгибающий момент по деформированной схеме (кгс м) можно |
|||||||
определить в соответствии с СП [1, формула (31)]: |
|
||||||
|
Mд |
M |
. |
(58) |
|||
|
|
||||||
б |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
После определения всех вышеуказанных параметров выполняется про- |
верка устойчивости колонны в плоскости поперечника в соответствии с СП |
||||||||
[1, формула (30)]: |
и |
А |
|
|||||
|
|
|
||||||
С |
|
|
N |
|
Mд |
R mi |
. |
|
|
|
|
||||||
x |
F |
расч |
|
|
c |
|||
|
|
|
|
|
Wx |
|
3.4.2. Проверка устойчивости колонны из плоскости поперечника
В соответствии с принятым решением узла сопряжения колонны с фундаментом из плоскости поперечника колонна испытывает центральное сжатие. Расчетная схема колонны для расчета колонны из плоскости поперечника приведена на рис. 33.
Условие устойчивости для центрально сжатого элемента в соответствии с требованиями СП [1, формула (6)]:
x |
|
|
|
N |
Rc |
mi |
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
x |
F расч |
||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
44
Предварительно определим х, предполагая, что гибкость колонны из плоскости поперечника достаточна без постановки промежуточных связей. В соответствии с расчетной схемой по СП [1, п. 6.23] принимаем коэффициент μ0 = 1 для определения расчетной длины колонны.
Тогда расчетная длина колонны из плоскости поперечника (см) может быть определена по СП [1,
|
|
п. 6.5]: |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 33. Расчетная схема к |
|
|
|
|
|
|
lох = Hк. |
||
Радиус инерции поперечного сечения колонны |
|||||||||
расчету колонны на |
|||||||||
из плоскости поперечника (см) |
|||||||||
устойчивость из плоскости |
|||||||||
поперечника |
|
|
|
|
|
|
rх = 0,289 bк. |
||
Гибкость колонны из плоскости поперечника |
|||||||||
|
|
х = lох / rх. |
|
||||||
Если |
|
|
|
|
|
|
И |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
превышает |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
новка |
промежуточных |
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
этом |
|
|
|
|
|
|
|
|
половине |
|
А |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
колонны |
|
|
Д |
||||||
|
Коэффициент |
б |
|||||||
п. 6.3] в зависимости |
|||||||||
|
|||||||||
|
1) если у>70, коэффициент продольного изгиба необходимо опре- |
||||||||
|
делять по СП [1, формула (8)]: |
|
|||||||
|
делятьСпоиП [1, формула |
|
|
|
|
||||
|
(7)]: |
|
|||||||
|
|
|
|
|
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
у |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
у 1 а |
100 |
, |
|||||
|
|
|
|
|
|
где а = 0,8.
Содержание графической части:
1)поперечный разрез здания с расчетной схемой поперечной рамы;
2)совмещенный монтажный план основных несущих конструкций здания;
3)монтажная схема вертикальных продольных связей в плоскости стоек здания;
4)монтажная схема вертикальных и горизонтальных связей в покрытии;
5)общий вид стойки (вид, разрез).
45
4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УЗЛА
КРЕПЛЕНИЯ БАЛКИ К КОЛОННЕ
Соединение балки со стойкой выполнено с помощью соединительных направляющих элементов (парных накладок) на болтах (рис. 34).
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
Рис. 34. Узел сопряжения балки с колонной |
||||||||
|
|
А |
|
|||||
Поперечное сечение соединительных элементов (парные накладки) – |
||||||||
|
б |
|
||||||
прокатные уголки – назначаем конструктивноД. Принимаем уголок 75х75х8. |
||||||||
Парные накладки нео ходимы для: |
|
|||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
а) обеспечения устойчивости балки при монтаже; |
||||||||
б) прикреплен я сжатых о вязочных брусьев; |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
в) прикреплен я верт кальных связей; |
||||||||
г) передачи распора от ригеля Х1 к стойке. |
||||||||
Определение несущей способности нагельного соединения |
||||||||
Расстояние от низа балки до болта 1 определяется кратно 5 мм: |
||||||||
|
|
|
S |
h0 |
. |
|
||
|
|
|
3 |
|
||||
Расстояние S1 принято в соответствии с СП [1, п. 7.18]: |
||||||||
|
|
|
S1 7d . |
|
||||
В этом случае расстояние l1-2 |
между болтами 1 и 2 можно определить в |
|||||||
соответствии с рис. 34. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 2 |
|
h0 |
50 S1 . |
|||
|
|
|
||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Расстояние l2-3 между болтами 2 и 3
l2 3 S1 .
46
По расчетной схеме, приведенной на рис. 34, определим усилие N2 в болте 2:
M3 X1 l1 2 l2 3 N2 l2 3 0 ; |
|||
|
N2 |
X1 l2 1 l2 3 |
. |
|
|
||
|
|
l2 3 |
|
Определим усилие N3 |
в болте 3: |
||
X i |
0; X i |
N2 X1 N3 0 . |
Несущая способность одного болта на один шов сплачивания (условный срез) определяется по СП [1, табл. 20]. Диаметр болта принят конструктивно d 20 мм.
Несущая способность одного среза болта, определенная из условия:
a) смятия древесины в нагельном гнезде среднего элемента по СП
[1, п. 7.14 а]:
Вточке 1: Ти 250d 2 k А; ДИ
Вточках 2 и 3: Ти б250d 2 k .
Вточках 1 и 2, 3 определяем минимальную несущую способность соединения Тmin для сравнения ее с усилиями, возникающими в болтах.,50 d b kTВ точке 1:С
В точках 2 и 3: Тmin |
кгс > N2 = |
кгс ; |
Тmin |
кгс > N3 |
кгс , условие прочности соединения |
обеспечено. |
|
|
Определение требуемой длины опорной центрирующей прокладки
Необходимую длину опорной центрирующей прокладки находят из условия смятия древесины в месте контакта ее с колонной (см. рис. 34) по СП
[1, формула (5)]:
|
Qmax |
R |
|
mi . |
(59) |
|
|||||
|
Fпрокл |
см,90 |
|
||
|
|
|
|
|
Площадь опорной центрирующей прокладки можно определить
Fпрокл bпрокл hпрокл .
47
Подставив в формулу (59) выражение для определения площади опорной центрирующей прокладки получим выражение для определения требуемой ее длины:
bпрокл hпрокл |
|
Q |
|
|
hпрокл |
Qmax |
|
|
max |
; |
|
, |
|||||
Rсм,90 mi bпрокл |
||||||||
Rсм,90 |
mi |
|||||||
|
|
|
|
|
где произведение коэффициентов условия работы имеет вид
mi |
|
mб mв |
, |
|
|||
|
|
n |
здесь Qmax – максимальное суммарное значение нагрузки от вышележащих конструкций (плит покрытия, кровли, балки) и снеговой нагрузки; Rсм,90 –
расчетное сопротивление древесины смятию поперек волокон местное. Принимается по СП [1, табл. 3].
Расчет требуемого поперечного сечения распорок между колоннами
Расчет ведется исходя из условий, что распорка имеет квадратное поперечное сечение и является элементом, сжатым с двух сторон. Следователь-
ния распорки rx rу 0,289h b .
но, гибкость распорки не должна превышать предельно допустимого значе- |
||||||||||
ния max 100 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т.е. гибкости распорки, определенная по СП [1, формула (9)], не должна |
||||||||||
|
|
|
|
|
Д |
|||||
превышать предельно допустимую, max : |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
lo |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
А |
max , |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
rx |
|
|
|
где расчетная длина распорки lo |
B bk ; |
радиус инерции поперечного сече- |
||||||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда требуемая высота (ширина) поперечного сечения распорки оп-
ределяется из выражения
h .
Полученное значение размеров поперечного сечения распорки необходимо откорректировать в сторону увеличения с учетом сортамента пиломатериалов.
48