Проверка сечения рамы на устойчивость плоской формы деформирования

3.8 Проверка сечения рамы на устойчивость плоской формы деформирования

Проверку сечения рамы на устойчивость плоской формы деформирования производим по формуле

 

.

 - для элементов, имеющих закрепление из плоскости деформирования.

Сжатая грань арки имеет раскрепление панелями через 100см.

Определяем гибкость .

.

.

Проверка

 

3.9 Проверка сечения арки на скалывание по клеевому шву

 

.

 

Проверка

Прочность сечения обеспечена.

 

3.10 Расчет опорного узла

Стойка в опорном узле опирается непосредственно на бетонный фундамент.

Для обеспечения возможности поворота опорного сечения торец стойки кантуется на 40 мм с каждой стороны. Стойка фиксируется металлическими уголками.

Места контакта древесины с бетоном изолируются двумя слоями рубероида, склеенными битумной мастикой.

1) Проверка на смятие вдоль волокон выполняется по формуле:

гдеN – усилие в стойке рамы, N = 130 кН;

F_см – площадь смятия:

F_см = b a = 21•36 = 756 см²;

R_см= 1,5 кН/см² – расчетное сопротивление древесины смятию вдоль волокон по табл. 3 [2]

Прочность на смятие вдоль волокон торца стойки выполняется.

2) Проверка на скалывание торца стойки от действия распора выполняется по формуле:

Где H = 83 кН – распор в раме от действия вертикальной нагрузки;

 – статический момент инерции сечения брутто;

– момент инерции сечения брутто;

R_ск = 0,07 кН/см²– расчетное сопротивление древесины скалыванию по табл. 3 [2]

Прочность опорного узла на скалывание силой распора обеспечена.

Высота металлического башмака находится исходя из условия смятия поперек волокон древесины стойки рамы от действия распора

;

Принимаем h=160мм;

Уголки, фиксирующие стойку поперечной рамы, принимаются из условия расположения болтов. Согласно табл. 39 [3]: минимальные расстояния от центра болта до края уголка должны быть не менее 1,5d = 1,5•16 = 24 мм.

Для обеспечения удобства монтажа принимаем уголок L160x12.

Крепление траверсы (уголков) башмака к фундаменту предусматриваем 2-мя болтами d = 24 мм.

Напряжение анкерного болта на срез:

t =  = 9,2 кН/см² < R_ср^б = 19 кН/см²;

Металлический башмак фиксируется в стойке рамы конструктивным болтом диаметром 16 мм.

3.11 Расчет конькового узла

Коньковый узел выполняют торцевым упором ветвей ригеля с перекрытием стыка двумя деревянными накладками на болтах.

Коньковый узел рассчитывается на поперечную силу при несимметричной односторонней снеговой нагрузки:

где S – расчетная нагрузка от веса снегового покрова на 1 пог. м ригеля рамы, определяется по формуле: S = 3,2∙1∙4,5 = 14,4 кН/м

ℓ – пролет ригеля, ℓ = 15 м;

;

Принимаем диаметр болтов, скрепляющих ригели рамы через накладки, 20 мм.

Накладка рассчитывается как балка на двух опорах.

Согласно п.5.18 [1] расстояния между осями болтов вдоль волокон древесины S₁, поперек волокон S₂ и от кромки элемента S₃:

S₁ = 7d = 7∙2 = 14 см;

S₂ = 3,5d = 3,5∙2 = 7 см;

S₃ = 3d = 3∙2 = 6 см;

; ;

Следовательно, более нагруженные болты расположены ближе к месту стыка.

Количество болтов в одном ряду определяется по формуле:

;

где n_c – количество плоскостей среза, n_c = 2;

[T]_б,min – минимальная несущая способность одного болта, принимается согласно п.5.13 [1]:

1) Несущая способность на смятие древесины среднего элемента под углом α:

T_c = 0,5 c d k_α

здесьc – толщина среднего элемента, c = 21 см;

d – диаметр болта, d = 2 см;

k_α – коэффициент, определяемый по табл. 19 [1]: k_α = 0,981

T_c = 0,5∙21∙2∙0,981 = 20,6 кН

2) Несущая способность на смятие древесины крайнего элемента под углом α:

T_a = 0,8 a d k_α

Здесь a – толщина крайнего элемента, a = 7,5 см;

T_a = 0,8∙7,5∙2∙0,981 = 11,772 кН

3) Несущая способность болта на изгиб:

Несущая способность болта на изгиб не должна превышать величины:

Количество болтов в первом ряду:

Принимаем 2 болта.

4. Меры защиты конструкций от загнивания и возгорания

При проектировании деревянной рамы из прямолинейных элементов предусматриваем конструктивные меры защиты от биологического разрушения, возгорания и действия химически агрессивной среды.

Конструктивные меры, обеспечивающие предохранение и защиту элементов от увлажнения, обязательны, независимо от того, производится антисептирование древесины или нет.

Конструктивные меры по предохранению и защите древесины от гниения обеспечивают:

1.         устройство гидроизоляции от грунтовых вод, устройство сливных досок и козырьков для защиты от атмосферных осадков;

2.         достаточную термоизоляцию, а при необходимости и пароизоляцию ограждающих конструкций отапливаемых зданий во избежание их промерзания и конденсационного увлажнения древесины;

3.         систематическую просушку древесины в закрытых частях зданий путем создания осушающего температурно-влажностного режима (осушающие продухи, аэрация внутренних пространств).

Деревянные конструкции следует делать открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными для осмотра.

Защита несущих конструкций:

В опорных узлах, в месте опирания рамы на фундамент устроить гидроизоляцию из двух слоев рубероида. При этом низ рамы запроектирован на отметке +0,2м. Торцы элементов рамы и места соприкосновения с металлическими накладками в опорном узле защитить тиоколовой мастикой У-30с с последующей гидроизоляцией рулонным материалом.

Для защиты от гигроскопического переувлажнения несущих конструкций через боковые поверхности необходимо покрыть пентафталевой эмалью ПФ-115 в два слоя.

Список используемой литературы

1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. – М.:ГП ЦПП, 1996. - 44 с.

2. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. - М., 1983.

3. СНиП II-23-81. Стальные конструкции: М., 1990.

4. Рохлин И.А., Лукашенко И.А., Айзен А.М. Справочник конструктора-строителя. Киев, 1963, с. 192.

5. А..В. Калугин. Деревянные конструкции. Учеб. пособие (конспект лекций). - М.: Издательство АСВ, 2003.-224 с.