Конструирование и расчет узлов рамы

Опорный узел

Конструкция узла показана на рис.63.

Все расчетные нагрузки, максимальные моменты, продольные и поперечные силы, берем по приложению 1, в соответствии с сечениями.(элемент 1 сечение1).

Продольная сила N₀ = -21559,6 кгс. поперечная сила Q₀ = 13439,5 кгс.

Проверяем клеевые швы на скалывание

h_n = 65 -2 * 3 = 59 см - ширина пяты за вычетом симметричной срезки по 3 см.

Рисунок 63. Опорный узел

Рисунок 64. Опорный узел(разрезы)

Проверяем древесину на смятие в месте упора стойки рамы на фундамент

Высота вертикальной (тыльной) стенки башмака из условий смятия древесины поперек волокон

Принимаем = 24 см.

Для определения толщины этой стенки из условий изгиба ее как пластинки с частичным защемлением на опорах с учетом развития пластических деформаций при изгибе сначала находим момент

Требуемый момент сопротивления

где R=2350 кгс/см расчетное сопротивление стали С235.[2 Таблица 51*].

Тогда толщина пластинки

Принимаем = 16 мм.

Траверсы проектируем из неравнобоких уголков 200 X 125 X 12 мм.

Крепление траверсы (уголков) башмака к фундаменту предусмат­риваем двумя болтами d = 24 мм, работающими на срез и смятие, которые ставим конструктивно.

Проверяем анкерный болт на смятие.

где R_bp – расчетное сопротивление болтового соединения на смятие;

– коэффициент условий работы соединения, который следует принимать по табл. 35*[2].

d – наружный диаметр стержня болта;

– наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

и =3340 [2] табл. 52 .

Напряжение анкерного болта на срез

[2] табл. 58 для болта класса точности 5.8

Карнизный узел

Основным вариантом в примере принято непосредственное соединение ригеля и стоек зубчатым шипом. Этот вариант не лишен недостатков, заключаю­щихся в недоиспользовании прочности древесины в участках, распо­ложенных у стыка.

Рисунок 65. Карнизный узел

Рисунок 66. Схема карнизного узла к определению размеров

Разновидностью решения узла является узел с пятиугольной вставкой (рис. 78).

Произведем проверку напряжений для варианта карнизного узла с пятиугольной вставкой, основные размеры которого даны на рис.66:

Тогда моменты и продольные силы для сечений b'—d' и b'—с':

здесь , , , найдены методом линейной интерполяции(смотри приложение 1).

Оставляя полученные выше коэффициенты жесткости, приведенную высоту, гибкость и коэффициент проверяем напряжение в сечении

Высоту сечения находим графически

Напряжение сжатия (смятия) по сечению .

Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле(28) п. 4.17 [1]

x – коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле ф.(30) п. 4.17 [1]

j – коэффициент, определяемый по формуле (8) п. 4.3 [1]. при гибкости элемента l £ 70 ; коэффициент а = 0,8 для древесины.

Коэффициент

где ([1] п 3.1, табл.3)

где угол смятия

([1] п.3.1 форм.1)

Коньковый узел

Торцы клееных уголков ригеля в узле соединяем впритык не по всей высоте, а со срезом крайних досок под углом по 25 мм для большей шарнирности узла и предотвращения откола крайних волокон при повороте элементов шар­нирного узла. Боковая жесткость узла обеспечивается постановкой парных накладок сечением 200 х 125 мм на болтах d= 24 мм.

Рисунок 67. Коньковый узел

Расчетные усилия (элемент 20 сечение 3):

.

Напряжение смятия в торцах ригеля при = 19°

Усилие смятия

при

Поперечная сила воспринимается накладками и болтами.

При расстоянии между болтами =240 мм, е₂=480 мм и мм находим вертикальные усилия в болтах:

Расчетная несущая способность одного среза болта d = 24 мм из условий изгиба нагеля при направлении усилий под углом к во­локнам =90° (для накладок)

но не более

при условии смятия крайнего элемента

при условии смятия среднего элемента ( )

Количество нагелей

принимаем 3 болта Ø 24мм.

принимаем 2 болта Ø 24мм.

принимаем 1 болт Ø 24мм.

Напряжение в накладках

где

13. РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ

ДОЩАТОКЛЕЕНОЙ КОЛОННЫ

Требуется запроектировать стойку высотой 7,3 м одноэтажного здания пролетом 9 м, с шагом рам 6,3 м. Здание расположено в VII снеговом районе и II ветровом районе. Материал стойки – лиственница II сорта. Постоянная погонная нагрузка на покрытие (вес водоизоляционного ковра, вес панелей покрытия и собственный вес конструкции) 39,6кН/м. Температурно-влажностные условия А1.