3.3.4.3. Нижний промежуточный узел

В узле нижнего пояса уголки прерываются и перекрываются пластинами. В центре пластины просверлено отверстие для узлового болта. Исходя из условия размещения сварных швов, прикрепляющих уголки к пластинам, ширину последних назначаем 11,0 см.

Из условия прочности на растяжение стальной передаточной пластины, ослабленной отверстием под узловой болт, найдём её толщину:

d_о,б=1,5 см; N_max =85,65 кН (табл. 3.1);

А_n=2t_п.п.(11,0–1,5)=19t_п.п. см²;

А_n=N_max /(R_y_c/_n)  t_п.п.=85,650,9510/(192401,05)=0,17 см.

Из условия возможности выполнения принятых ранее сварных швов] принимаем t_п.п.=0,5 см. Однако, в таком случае суммарная ширина составит 110 мм, что на 5 мм меньше ширины раскосов. Поэтому окончательно назначаем t_п.п.=0,8 см.

Передаточные пластины соединяются с уголками нижнего пояса сварными швами такой же длины, как и в опорном узле.

Диаметр болта определяем из условия его изгиба от максимальной силы, выбранной из разности усилий в смежных панелях нижнего пояса и равнодействующей усилий в раскосах.

Максимальная разность усилий в смежных панелях нижнего пояса возникает при односторонней снеговой нагрузке, распределённой по треугольнику, и равна: И=20,23+33,2–20,82–19,88=7,08 кН (см. табл. 3,1).

Равнодействующую усилий в раскосах определяем аналитически по теореме косинусов. Из таблицы 2.4 выбираем при действии на ферму снеговой нагрузки, распределённой по треугольнику на половине пролёта: Д₂=10,11 кН, Д₁=-9,07 кН.

N_r=

N_r ==12,7 кН,

где =83 – угол между раскосами 2-3 и 3-4.

Изгибающий момент в узловом болте:

М_б=N_rе/2=12,71,2/2=7,62 кНсм,

где е=0,8+0,4=1,2 см – эксцентриситет приложения усилия N_r

Диаметр болта определяем по формуле:

d== ==1,38 см.

Принимаем узловой болт диаметром d=1,4 см.

Прочность на растяжение стальных пластинок-наконечников, ослабленных отверстиями под болты и гвозди проверялась ранее.

4 Статический расчет поперечной рамы и подбор сечения колонны

Подберем сечение клееной колонны из древесины пихты . Высота до низа фермы Н=6,8м. Здание проектируем для типа местности В I I I ветрового района.

4.1 Определение вертикальных нагрузок на раму

Расчетная нагрузка от покрытия, включая массу фермы: G_d=0,855 кН/м².

Расчетное давление на колонну от покрытия:

F_d^пок=G_d∙B∙l/2=0,855∙3,5∙15/2=22,44 кН,

где B=3,5 м – шаг несущих конструкций,

То же от снегового ограждения с учетом элементов крепления:

F_d^ст =(G_d^пок +G_d^кр∙γ_f)∙B∙H=(0,496+0,1∙1,05)∙3,5∙6,8=14,3 кН,

где G_d^пок=0,496 кН/м² – расчетная нагрузка от стенового ограждения, принятая равной расчетной нагрузке от покрытия;

G_d^кр=0,1 кН/м² – масса металлических элементов крепления стенового ограждения;

γ_f=1,05 – коэффициент надежности по нагрузке для металлических конструкций;

Н=6,8 м – высота здания в свету.

Для определения собственной массы колонны ориентировочно принимаем следующие размеры ее сечения:

h=1/10∙H=1/10∙7,8=0,78 м; b=h/4=0,78/4=0,0,195 м.

Тогда расчетное давление от собственной массы колонны:

кН,

где ρ=600 кг/м³ – плотность древесины пихты для 3-го класса условий эксплуатации ;

γ_f=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке .

Расчетное давление на колонну от снеговой нагрузки:

кН,

где Q_d..s=1,92 кН/м² – расчетная снеговая нагрузка на 1 м² плана покрытия при равномерном распределении по всему пролету.