Конструкции из дерева и пластмасс. (Деревянные решетчатые стойки)

6. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СТОЕК СО СКВОЗНОЙ И КАЧАЮЩЕЙСЯ ШАТРОВЫМИ ВЕТВЯМИ

6.1. Расчёт надкрановой части стойки со сквозной ветвью

Надкрановая часть стойки со сквозной шатровой ветвью рассчитывается на усилия N и M (сечение 3-3, рис. 5) аналогично надкрановой части крайней стойки.

Подкрановые ветви стойки со сквозной шатровой ветвью рассчитываются (в плоскости рамы) на усилие NПВ (сечение 4-4) и на усилие N'ПВ (из плоскости рамы) аналогично расчёту подкрановой ветви крайней стойки:

N'ПВ = NП + М'П ,

h0

При расчёте коэффициента ξ учитывается площадь сечения только подкрановых ветвей Абр4.

Шатровая ветвь подкрановой части решетчатой стойки рассчитывается как центрально-сжатый стержень в плоскости рамы (относительно оси y0 – y0) по расчётной длине, равной Нн. Если Нн ≤ 2Нв, этот расчёт можно не делать, так как условие прочности ветви подкрановой части удовлетворяется автоматически, когда проверена прочность надкрановой части.

6.2. Расчёт надкрановой части стойки с качающейся ветвью

Надкрановая качающаяся ветвь стойки рассчитывается на усилие N (сечение 3-3, рис. 5) как центрально-сжатый стержень по наибольшей гибкости. При обычной конструкции стойка имеет наибольшую гибкость из плоскости рамы (рис. 12). Размеры сечения на рисунке соответст-

вуют чертежу в прил. 4. Расчетная длина стойки принимается

равной расстоянию между верхним и нижним шарнирами leff = Hв.

21

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

6.3.Расчёт подкрановой ветви колонны с качающейся шатровой стойкой

Расчёт подкрановой ветви колонны с качающейся шатровой стойкой выполняется в плоскости рамы на усилие Nпвк , а из плоскости рамы – на усилие Nпв' к аналогично расчёту подкрановой ветви крайней стойки

Nпвк = Nп + xМhп , н 0

гая болтовыми связями, а также ослаблениями от отверстий для болтов:

22

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

7.2. Расчёт крепления элементов решётки к ветвям

Назначается диаметр болтов d и рассчитывается крепление с учётом угла направления усилия к волокнам.

Величина kα определяется по [1, табл. 19].

Определяются несущие способности одного среза болта для опорных стоек N1, а также для опорного раскоса Д1:

–из условия смятия крайнего элемента Ткр = 0,8 а d ;

–из условия изгиба болта Ти = (1,8 d2 + 0,02 a2 )kα .

Определяется несущая способность одного среза болта для раскоса Д2:

–из условия смятия среднего элемента Тср = 0,5c d ;

–из условия изгиба болта Ти = (1,8 d 2 + 0,02a2 )kα , где a = 0,6 c Ти max = 2,5 d 2 .

Требуемое количество болтов для крепления элементов решётки

Далее следует приступить к проверке болтового соединения.

8. РАСЧЁТ ФУНДАМЕНТНЫХ БОЛТОВ

Анкерные фундаментные болты рассчитываются по наибольшему растягивающему усилию в ветви стойки при действии постоянной вертикальной и максимальной горизонтальной нагрузки.

Постоянная вертикальная нагрузка:

– на шатровую ветвь P2ш = Nш − 0,9Рсн ;

– на подкрановую ветвь P2 П = N П − 0,9Dmax . Наибольшие растягивающие усилия:

где γ /f = 0,9; γ f = 1,1 – коэффициенты надёжности по нагрузке;

24

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Требуемое сечение парных фундаментных болтов для каждой ветви:

А = N0max

нт 2Rфб

для фундаментных болтов из стали ВСт3кп2 по ГОСТ 535–88 с расчётным сопротивлением Rфб = 185 МПа [3, табл. 60].

9. 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, крепящих прокладку к стойкам ветви, при ранее рассчитанной величине Тmin

n = N0max . 2Tmin

10. РАСЧЁТ СТЫКА ВЕТВИ

Стык шатровой ветви выполняется лобовым упором с постановкой накладок и прокладки, стянутых болтами.

Растягивающее усилие в стыке, в запас, можно принять равным N0ш . Определяется несущая способность одного среза болта:

–из условия смятия крайнего элемента Ткр = 0,8 а d ;

–из условия смятия среднего элемента Тср = 0,5 c d ;

–из условия изгиба болта Ти = (1,8 d 2 + 0,02 a2 )≤ 2,5 d 2 .

Требуемое количество четырёхсрезных болтов с каждой стороны стыка

n = N0ш .

4Tmin

Проверяем сечение накладок на прочность при растяжении:

σ = N0ш ≤ Rp ,

Aнm

где Анm – сечение накладок нетто.

25

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ЧАСТЬ 2 ПРИМЕР РАСЧЁТА ДЕРЕВЯННЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

ОДНОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ

11. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Пролёт поперечной рамы 21 м, шаг рам 5 м, длина здания 55 м, отметка головки рельса 5,5 м, два мостовых крана грузоподъёмностью 10 т. Материал ригеля и стоек – брус, настила и прогонов – доски. Порода древесины – кедр, сорт – 2. Режим работы: здание отапливаемое, температура 20 °С, влажность 70 %. Средства соединения – стальные болты и гвозди, деревянные пластинчатые нагели. Стеновое ограждение – из сборных утеплённых панелей. Район строительства по снеговой нагрузке –1-й , по ветровой нагрузке – 4-й.

12. НАЗНАЧЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

Схема поперечной рамы каркаса представлена на рис. 16.

Рис. 16. Схема поперечной рамы

26

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Высота подкрановой части решетчатой стойки

Hн = ОГР − hр − hш − hпб − hф = 5,5 − 0,15 − 0,15 − 0,225 − 0,2 ≈ 4,8 м,

где hр – высота рельса; hш – высота шпалы; hпб – высота верхнего пояса шпренгельной подкрановой балки; hф – высота выступаю-

щей части фундамента (рис. 17). Высота надкрановой части стойки

Hв = hпб + hш + hр + Hк + 0,1+ + f = = 0,225 + 0,15 + 0,15 +1,9 + 0,1+

+ 0,1+ 0,09 = 2,715 м.

240

предельный прогиб фермы с пролетом 21м.

Высота здания до низа фермы (полная высота колонны)

H = Hн + Hв = 4,8 + 2,8 = 7,6 м.

Расстояние между осями ветвей стойки

hо = 71 Hн = 47,8 = 0,69м.

Принимаем hо = 0,75 м (кратно 0,25 м).

Пролёт крана Lcr = L − 2ho = 21 − 1,5 = 19,5 м.

Основные параметры крана по ГОСТ 25711–83: грузоподъёмность Q = 10 т , база Ак = 4,4 м , ширина Вк = 5,4 м, высота Н к = 1,9 м , давление на колесо крана Pmax = 95 кН , масса тележки gт = 2,4 т , масса кра-

на Gк = 15,8 т .

13. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПОКРЫТИЯ

13.1. Назначение размеров конструкций покрытия

По заданию покрытие имеет утеплённую кровлю. По влажностным условиям эксплуатации (70 %) конструкции относятся к группе А2, для которой наибольшая влажность древесины составляет 20 %. Принимаем пятиугольную металлодеревянную ферму с составным верхним поясом

27

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

из брусьев на пластинчатых нагелях. При наличии цепно-долбёжного станка ферму возможно изготовлять на строительной площадке (рис. 16).

Высота фермы в середине пролёта по осям поясов принимается

Hф = 6L = 216 = 3,5 м. Высота фермы с учётом толщины верхнего пояса

2× 220 мм равна Hф = 3,5 + 0,22 = 3,75 м .

Принимаем уклон верхнего пояса при рулонной кровле arc tg 0,1= 5,7o . Тогда высота фермы на опоре hоп = Hф - 2L tg 5,7o = 3,5 -10,5×0,1= 2,45м. С учётом толщины пояса hon = 2,45 + 0,22 = 2,67 м.

В качестве ограждающих конструкций покрытия применяем дощатые настилы пустотной конструкции, рекомендуемые для отапливаемых зданий при влажности воздуха более 60 % (рис. 18).

Рис. 18. Конструкция дощатого настила по прогонам кровли

Неразрезные прогоны из спаренных досок устанавливаем с шагом 1,5 м, располагая на каждом скате верхнего пояса по 8 прогонов.

28

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

13.2. Расчёт дощатого настила

13.2.1. Сбор нагрузки

При влажностном режиме эксплуатации конструкций 70 % (см. задание) определяем группу температурно-влажностных условий конструкций А2 [1, табл. 1]. Далее устанавливаем плотность массы древесины

r = 500 кг/м3 [1, прил. 3].

Принимаем рабочий разряженный настил из досок δ × b = 2,5 ×15 см, расположенных с зазором S0 = 10 см . Нормативная нагрузка от полосы

Для 1-го района снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности земли s0 = 0,8 кПа (расчётное значение), s0 = 0,8∙0,7 = 0,56 кПа (нормативное значение) [2, табл. 4].

Коэффициент надёжности по снеговой нагрузке: γ f = 0,8 : 0,56 = 1,43.

В табличной форме собираем погонную нагрузку в полосе настила шириной один метр (табл. 1).

13.2.2. Расчёт настила

Настил рассчитывается по схеме двухпролётной неразрезной балки [4]. Изгибающий момент на промежуточной опоре при первом сочетании нагрузок (рис. 19, постоянная и временная от снега)

29

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Mon = 0,125 (q + p)L2 = 0,125×1,1×1,52 ×0,31 кНм – (проверка на прочность и прогиб).

Рис. 19. Первое сочетание нагрузок

Изгибающий момент в пролёте при втором сочетании нагрузок (рис. 20, постоянная и временная от сосредоточенного груза 1 кН – проверка на прочность)

Mпр = 0,070 q L2 + 0,207 P L =

= 0,0703 ×0,315 ×1,52 + 0,207 ×2,4×1,5 = 0,795 кНм,

приходящаяся на 1 м ширины настила при наличии косого защитного настила, когда нагрузка 1 кН передаётся на ширину настила, равную 0,5 м. Коэффициент надёжности по нагрузке g f = 1,2 (рис. 20).

Рис. 20. Второе сочетание нагрузок

30

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com