Деревянные конструкции без чертежей

Деревянные конструкции без чертежей

Расчёт узлов.

Опорный узел:

Расчётная
нормальная сила N=735.48(кн), поперечная сила Q=139(кн).

Материалы
шарнирного соединения в пяте и коньке, сталь марки ВСт3кп2 по ГОСТ 3832-87 с
изменениями.

Проверка
напряжений в шарнире на смятие:

Конструктивно принимаем
стержень d=40(мм). При этом для гнутого профиля башмака принимаем половину
трубы d=50(мм) с толщиной стенки 5(мм).

Производим
проверку торцевого упора арки на смятие. Расчётное сопротивление смятию

Rcм=Rc=Rи=12.2(Мпа). Требуемая площадь смятия:



Исходя из этих размеров,
назначаем ширину и длину башмака соответственно 200 и

400мм.
Усилие от шарнира передаётся на башмак через сварной профиль из пластин,
имеющих два боковых и одно среднее рёбра. Тогда площадь смятия торца арки под
башмаком: Fсм=200·400=800·10²(мм);
напряжения смятия σсм=735.48·10³/800·10²=9.19(Мпа) σсм < 12.2(Мпа); площадь смятия рёбер под сварным
профилем: Fсм=(2·4+12)·δ=20·δ;

требуемая толщина рёбер башмака:

Принимаем
рёбра толщиной 22(мм).

В пределах
башмака оголовок работает как плита, защемлённая с трёх сторон и свободная
короткой стороной, с размером в плане 200×160(мм). Вычислим максимальный
изгибающий момент: M=0.085ql²=0.085·8.1·160²=176·10²(мм). Требуемый
момент сопротивления:

W=δ²/6=M/Rи=1.76/220     δ²=6·80=480    δ=21.9(мм). Принимаем лист толщиной 20(мм).



Концевые части пластины
оголовка подвергаются изгибу как консольные от равномерно распределённой
нагрузки интенсивностью, соответствующей напряжениям смятия по всей внутренней
площадке оголовка от нормальной силы:

Безопасное
расстояние x от края пластины оголовка до рёбер башмака
определяем из равенства:

Таким
образом, конструктивно длину башмака принимаем: a=750-2·66=620(мм).

На болты,
присоединяющие оголовок, действуют усилия:

Необходимый диаметр болта
определим исходя из его несущей способности:

Принимаем
болты диаметром 30(мм).

Коньковый шарнир:

Принимаем
пластину разметом 300×200(мм). Нормальная сила, сжимающая пластину N=113.68(кн). Напряжения смятия торца арки в ключе:



Толщину
пластины находим из условия её работы на изгиб по схеме двух консольной балки,
для которой нагрузка:

q=113.68/0.3=379(кн/м)

изгибающий
момент:

M=379·0.135²/2 М=3.45(кн·м).

Требуемый
момент сопротивления(с учётом пластичности): W=M/(Rи·1.2)

W=3450·10³/220·1.2=13·10³(мм³).

Требуемая
толщина пластины: δ²=6·W/bпл=6·13·10³/200=390 > δ=19.75(мм).

Принимаем
толщину пластины 20(мм).

Расчёт
упорного штыря производим на изгиб как консоли. Изгибающий момент:

M=Q·50=139·10³·50=6950·10³(н·мм)

Требуемый
момент сопротивления(с учётом пластичности):

W=6950·10³/220·1.2=26·10³(мм³)

При ширине
штыря b=100(мм) требуемая толщина:

d²=6·26·10³/100=1560 > δ=39.5(мм)

Принимаем δ=40(мм).

Расчёт
спаренного штыря производим на изгиб как консоли. Изгибающий момент:

M=Q·50=139·10³·50=6950·10³(н·мм)

Требуемый
момент сопротивления(с учётом пластичности):

При ширине
штыря b=90(мм) требуемая толщина:

d²=6·26·10³/100=1560 > δ=39.5(мм)

Принимаем δS=40(мм). Каждый штырь по 20(мм).

Оголовок и
его крепление принимаем таким же, как  и в опорных узлах арки. Безопасное
расстояние от края пластины оголовка до опорной пластины определяем так
же, как при расчёте пятого шарнира: x=Ö1.2·200·22²·2·220/6·152=237(мм)

Тогда длину
опорной пластины конструктивно принимаем 750-2·237=300(мм).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *