Подбор сечения нижнего пояса

Расчет раскосов

Ширину сечения верхнего пояса и элементов решетки принимаем одинаковой. Подбирем ее из условия предельной гибкости (табл. 7.2[1]) для самого длинного раскоса, у которого l_у =l_z = 5,598м. Тогда , .

Исходя из условия обеспечения минимальной площади опирания конструкций покрытия (не менее 55 мм согласно п. 5.3.1.11[1]) и из условия острожки по кромкам по 5,0 мм, ширину принимаем равной 140мм. В соответствии с п. 6.1.1.9[1] и сортаментом (прил. Б, табл. Б.1[1]), толщину досок с учетом острожки принимаем равной 30 мм. За расчетное усилие принимаем сжимающее усилие табл. 3.1. Принимаем сечение раскосов bхh = 140 х 150мм, (где h = 30 х 5 = 150).

Проверим сечение по формуле (7.11) [1]:

; (3.10)

,

,

,

,

(табл. 7.2[1]);

,

,

, однако, уменьшение сечения невозможно из условия предельной гибкости.

Принимаем пояс из двух неравнополочных уголков. Требуемая площадь сечения пояса

, (3.11)

где N = 64,229 кН – максимальное усилие в панелях нижнего пояса табл. 3.1

R_y = 240 МПа = 24 кН/см² – расчетное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу стали класса С245 толщиной от 2 до 20 мм (табл. 51*[7]);

γ_с = 0,95 – коэффициент условий работы при расчете стальных конструкций (табл. 6*[7]);

.

Из условия обеспечения гибкости панелей меньше предельной, принимаем 2A75х50х6 (ГОСТ 8510-86*) общей площадью F = 2 х 7,25 = 14,5 см² > 2,82 см2. Полки уголков размером 7,5 см располагаем вертикально, а полки размером 5,0 см – горизонтально вплотную одна к другой, соединяя их сваркой через интервалы не более 80i_y = 80 х 1,42 = 113,6 (п. 5.7[7]). Принимаем интервал 111,1 см, т.е. каждую панель длиной 666,7 см разбиваем на шесть интервалов.

Проверим сечение нижнего пояса на совместное действие растягивающей силы и изгибающего момента в середине панели от собственного веса.

Геометрические характеристики сечения согласно ГОСТ 8510-86*:

i_x = 2,36см, I_x = 2 х 40,92 = 81,84 см⁴, W_x,min =81,84/(7,5-2,82) = 17,49 см³.

Нагрузка от собственного веса двух уголков (масса 1 п.м. уголка 5,69 кг согласно ГОСТ 8510-86*):

,

.

Напряжение в середине панели нижнего пояса:

.

Гибкость пояса в вертикальной плоскости:

(табл. 20*[7]).

3.3.4 Конструирование и расчёт опорного узла

В опорном узле верхний пояс упирается в плиту (упорная плита) с ребрами жесткостями, приваренную к вертикальным фасонкам сварного башмака. Снизу фасонки приварены к опорной плите. Толщина фасонки принята 1,0см.

Определяем площадь опирания торца верхнего пояса на упорную плиту башмака из условия смятия под действием сжимающей силы Nd = 70,45кН:

,

,

где f_с,0,d = 15МПа – расчетное сопротивление сжатию для элементов настила из древесины сосны 2-го сорта (табл.6.5 п.в[1]);

k_mod = 1,05 – коэффициент условий работы для 2 класса условий эксплуатации при учете полной снеговой нагрузки (таблица 6.4 [1]),

γ_n = 1 – коэффициент надежности по назначению класс ответственности здания I (стр.34[2]).

Приняв ширину плиты равной ширине верхнего пояса находим длину плиты:

.

Принимаем .

Тогда .

Проверяем местную прочность на изгиб упорной плиты. Для этого рассмотрим среднюю часть упорной плиты как прямоугольную плиту, свободно опертую по четырем сторонам, которыми является вертикальные фасонки башмака и ребра жесткости упорной плиты. Вертикальные фасонки толщиной по 10 мм располагаем на расстоянии 120мм в свету для того, чтобы между ними могли разместится два неравнополочных уголка нижнего пояса.

Расчет ведем по формулам теории упругости, приведенным в [8]. Расчетный пролет опертой по четырем сторонам плиты.

,

;

При с=3,4 см: .

Определяем требуемую толщину плиты по формуле:

, (3.12)

где R_y = 240 МПа = 24 кН/см² – расчетное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу стали класса С245 толщиной от 2 до 20 мм (табл. 51*[7]);

.

Принимаем .

1- опорная плита; 2- вертикальные фасонки сварного башмака; 3- упорная плита; 4- ребра жесткости упорной плиты; 5- болт; 6- накладки для соединения башмака с верхним поясом; 7- верхний пояс фермы; 8- нижний пояс фермы (2 уголка 75х50х6); 9- соединительная прокладка (уголок 75х50х6).

Рисунок 3.2 – Опорный узел фермы

Рисунок 3.3 – Сечение упорной плиты

Проверяем местную прочность на изгиб упорной плиты. Для этого рас­смотрим среднюю часть упорной плиты как прямоугольную плиту, свободно опёртую по четырём сторонам, которыми являются вертикальные фасонки башмака и рёбра жёсткости упорной плиты. Вертикальные фасонки толщи­ной по 10 мм располагаем на расстоянии 120 мм в свету для того, чтобы меж­ду ними могли разместиться два неравнополочных уголка нижнего пояса.

Проверяем общую прочность упорной плиты на изгиб. Расчёт ведём при­ближенно как расчёт балок таврового сечения ( рис. 3.2 ) пролётом, равным рас­стоянию между осями вертикальных фасонок l = 12,0+1,0=13,0 см.

Нагрузка на рассматриваемую полосу плиты: ,

где N₁= 70,45 кН - сжимающее усилие в опорной па­нели верхнего пояса.

Интенсивность нагрузки под торцом элемента верхнего пояса шири­ной b_c =14,0 см:

.

Изгибающий момент в балке таврового сечения:

.

По рис 3.2 определяем момент сопротивления заштрихованной час­ти сечения:

,

,

,

,

,

.

Дата добавления: 2015-06-28