Конструкции из дерева и пластмасс производственное здание в г. Томске (стр. 3 из 4)

Толщину подбалки принимаем h_б=100 мм.

Узел В.

Отдельные полуфермы, поступающие на стройплощадку, соединяются между собой парными деревянными накладками сечением 96х100 мм на болтах d=12 мм.

Сжимающее усилие в раскосе D₃=1,44 кН передаётся парными накладками из швеллеров №16 на фланцы через швы на торцах швеллеров.

Швы воспринимают усилие на срез:

D₂∙sinα₃=1,44∙0.5=0,72 кН

И на сжатие:

D₂∙cosα₃=1,44∙0.866=1,247 кН

Напряжения в швах высотой k_f=4 мм и общей длиной в одном швеллере l_w=6.4∙2+16=28.8 см проверяем по формулам:

кН/см²

кН/см²

Суммарное напряжение:

кН/см² < R_wy=18 кН/см²

Сжимающее усилие от раскоса на швеллеры передаётся через распорку из швеллера №16, Напряжение изгиба в распорке:

кН/см² < R_y·γ_с=21,5·1,0=21,5 кН/см²

где W_y=13,8 см³ – момент сопротивления.

Растягивающее усилие воспринимается двумя болтами d=12 мм.

Узел Г

Высоту обвязочного бруса назначаем по предельной гибкости λ=200 при расчётной длине 7,780 м:

см

Принимаем h_об=160 мм

Ширину обвязочного бруса назначаем равной ширине опорной стойки – 12,8см

Необходимая длина горизонтального опорного листа находится из условия местного смятия обвязочного бруса поперёк волокон при:

кН/см²

см

Принимаем l_оп=620 мм

Толщину опорного листа находим из условия изгиба консольных участков от реактивного давления:

кН/см².

Изгибающий момент в консоли шириной 1 см:

кН∙см

Требуемая толщина листа:

см

Принимаем: δ_тр=26 мм

Узел Д.

Расчётные усилия: U₁=277,61, U₂=377,85 кН, D₂=123,8 кН, D₂=1,44 кН,

V₂= –71,56 кН.

Необходимые длины сварных швов (k_f=6 мм) для крепления уголков опорных раскосов:

по обушку:

см

по перу

см

Для крепления уголков нижнего пояса определяем длины сварных швов:

по обушку:

см

по перу

см

Давление на вертикальную диафрагму:

кН/см²

Изгибающий момент в диафрагме как пластинке, опёртой по трём сторонам, при 17,5/13,5=0,94 и α=0,109:

М₁=α₁∙q₂∙b²=0.109∙0.07∙17.5²=2,337 кН∙см

Требуемая толщина вертикальной диафрагмы:

см

Принимаем δ_тр=9 мм

Растягивающее усилие от раскоса D₃=1,44 кН передаётся через два болта d=16 мм. Несущая способность болта:

из условия изгиба нагеля:

Т^и=2,5∙d²=2.5∙1.6=6.4 кН/ср

из условия смятия древесины раскоса:

Т^с=0,5∙с∙d=0.5∙17,5∙1,6=14 кН/ср

Несущая способность двух болтов:

Т=n_б∙n_ср∙Т^и=2∙2∙6,4=25.6 кН > D₂=1,44 кН

Где: n_б=2 – количество болтов;

n=2 – количество «срезов» одного болта.

Горизонтальную диафрагму рассчитываем на давление от стойки:

кН/см²

Рассчитываем участок 1, опёртый по трём сторонам. При соотношении сторон 4,8/17,5=0,27 коэффициент α₂=0,037 и M₂=0,037·0,426·17,5²=4,827 кН·см.

Требуемая толщина листа:

см

Принимаем δ_тр=12 мм

Вертикальное ребро, поддерживающее горизонтальную диафрагму, рассчитываем как балку на двух опорах, нагруженную сосредоточенной силой V₂. принимаем толщину ребра δ_тр=12 мм, тогда требуемая высота его:

см

Принимаем h=90 мм.

Расчет колонны из клееного бруса.

Продольные усилия в ригеле:

Х=Х_w+Х_g=1.29 +1.2=2.49 кН

кН

Сосредоточенная сила с наветренной стороны:

кН/м

Тоже с заветренной стороны.

кН/м

Рис. 10. Определение усилий в колонне.

где: g₁ и g₂– погонная нагрузка

h_p– высота фермы = 3.42 м.

Погонную ветровую нагрузку находим по формуле:

кН/м

где: ω₀– нормативное ветровое давление для данного района.

с– аэродинамический коэффициент для наветренной нагрузки с=0.8

для отсоса с= 0.6.

γ_fb– коэффициент безопасности по нагрузке γ_fb=1.4.

к–коэффициент учитывающий увеличение ветрового давления по высоте.

B–высота колонны=12–3,42=8.58 м.

кН/м

кН/м

От равномерно расположенной ветровой нагрузке на колонну:

кН

Усилие Х_ст от стенового ограждения Р_ст=16.51кН, принимая условно, что оно приложено по середине высоты колонны, можно определить по формуле:

кН

где: М_ст–Момент вызванный воздействием конструкций ограждения.

кН·м

где: Р_ст– нагрузка от стенового ограждения.

е– эксцентриситет.

м

где: δ_ст– толщина стеновой панели.

h_к– ширина колонны.

Затем определяем изгибающие моменты, продольные и поперечные силы в месте заделки колонны.

Изгибающие моменты в нижнем сечении колонны:

кН·м

кН·м

Поперечные силы в заделке колонны:

кН

кН

Расчетная продольная сила:

N_вр=Р_ст+Р_св+Р_сн=16.51+143,13=159,64 кН

Подбираем сечение клеедощатой колонны:

Усилия сжатия:

N_п=N–Р_сн=159,64–84,44=75,20 кН–постоянная нагрузка

N_вр=159,64 кН– временная нагрузка

М=129,749 кН·м. Q=30,832 кН

Принимаем колонну прямоугольного поперечного сечения ширенной b=15 см и высотой h=(35х16)=55 см.

Геометрические характеристики сечения:

Площадь: F=b·h=15·55=825 см²

Момент инерции:

см⁴

Момент сопротивления:

см³

Гибкость в плоскости изгиба:

Коэффициент:

Изгибающий момент:

кН·см

Прочность поперечного сечения колонны по нормальным напряжениям в плоскости изгиба:

кН/см²

Гибкость колонны из плоскости изгиба: