Конструктивный расчет рамы

3.5 Конструктивный расчет рамы

 

Конструктивный расчет преследует цель определить сечения элементов рамы и конструкцию узлов.

Несущий каркас здания представлен в виде однопролетных симметричных сборных рам с двускатным ригелем. Рамы решены по трехшарнирной схеме с шарнирными опорными и коньковым узлам и жесткими карнизными узлами. Жесткость последних обеспечивается сопряжением ригеля со стойкой на зубчатый шип.

Стойки рам опираются на столбчатые бетонные фундаменты, возвышающиеся над уровнем пола на 20 см. Полная высота стойки h_ст = 3,8 м. Уклон кровли i =1:4.

 

3.6 Подбор сечения полуарки

Раму проектируем клееной из досок толщиной с учетом острожки 32 мм.

Коэффициент надежности по назначению γ_n = 0,95.

Сечение рамы принимается клееным прямоугольным. Ширина сечения b = 140 мм;

Материал – ель первого сорта.

Принимем размеры поперечного сечения рамы исходя из условий

h = l /20 – l /40 = (15/20…15/40) = (0,38…0,75)м;

h_оп = 0,3 h;

h_к= 0,4 h.

h = 500 мм, h_оп = 150 мм, h_к = 200 мм.

 

3.7 Проверка прочности биссектрисного сечения

 

Проверка прочности биссектрисного сечения производится с учетом технологического ослабления сечения зубчатым шипом и криволинейностью эпюры напряжения по формулам:

- внутренняя сжатая зона

- растянутая наружная кромка

где =-130 кН – расчетная продольная сила в карнизном узле;

где =331 кНм – расчетный изгибающий момент в карнизном узле;

k_м=0,85 – коэффициент технологического ослабления сечения;

- коэффициент, учитывающий криволинейность эпюры напряжений в биссектрисном сечении;

h_d= h/соs39^о=50/0,777=64,3 см- высота биссектрисного сечения;

F_d = b×h_d =14∙64,3=900,2 см²- площадь биссектрисного сечения;

W_d =(b×h_d²)/6 = 14∙64,3²/6= 9647 см³-расчетный момент сопротивления;

k=0,5 – безразмерный коэффициент, при уклоне ригеля рамы i=1/4;

 

коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле;

l_о = lm₀=(7,7+4)∙1=11,7 м -расчетная длина элемента;

– радиус инерции сечения;

 - гибкость элемента цельного сечения;

 - коэффициент продольного изгиба (при гибкости элемента l £ 70)

R_с = 1,5 кН/см² – расчетное сопротивление древесины сжатию;

Коэффициент а = 0,8 для древесины;

– расчетное сопротивление древесины смятию под углом;

R_см = 1,5 кН/см² – расчетное сопротивление древесины смятию вдоль волокон;

R_см.90 = 0,18 кН/см² – расчетное сопротивление древесины смятию поперек волокон;

R_рα= 0,9 кН/см² – расчетное сопротивление древесины растяжению под углом;

Проверка прочности внутренней сжатой зоны

Проверка прочности биссектрисного сечения не проходит, следовательно увеличиваем сечение:

Ширина сечения b = 275 мм;

Размеры поперечного сечения рамы

h = 1000 мм, h_оп = 300 мм, h_к = 400 мм.

h_d= h/соs39^о=100/0,777=130 см- высота биссектрисного сечения;

F_d = b×h_d =27,5∙130=3575 см²- площадь биссектрисного сечения;

W_d =(b×h_d²)/6 = 27,5∙130²/6= 77460 см³-расчетный момент сопротивления;

– радиус инерции сечения;

 - гибкость элемента цельного сечения;

 - коэффициент продольного изгиба (при гибкости элемента l £ 70), коэффициент а = 0,8 для древесины;

– расчетное сопротивление древесины смятию под углом;

Проверка прочности внутренней сжатой зоны кН/м²

Проверка прочности наружной растянутой зоны

 кН/м²

Проверка прочности биссектрисного сечения выполняется