Проектирование поперечной ломано-клееной рамы

Рефераты / Строительство и архитектура / Проектирование поперечной ломано-клееной рамы

В пяте стойки рамы принимаем высоту сечения hп ≥ 0,4hy, а в коньке hк ≥ 0,3hy, [5].

Принимаем hп = 17·33 = 561 мм > 0,4hy = 0,4·1320 = 528 мм.

hк = 13·33 = 429 мм > 0,3hy = 0,3·1320 = 396 мм [6],

Высота биссектрисного сечения рамы

где

Определяем остальные размеры рамы.

Обозначим высоту между внешним и внутренним биссектрисным сечением буквой «а», тогда это расстояние будет равно:

; м.

Обозначим расстояние по высоте между внешней точкой карнизного узла и серединой конькового узла у', тогда

м.

Если обозначить расстояние по высоте между серединами карнизного и конькового узлов через букву «с», будем иметь:

м.

Для расчета рамы нам необходимо определить координаты середины биссектрисного сечения у и х, которые равны:

м,

тогда длина стойки по осевой линии

м,

длина ригеля по осевой линии

м,

где м.

Угол наклона осевой линии ригеля к горизонтали у = 9є30' из соотношения .

Стрела подъема рамы расчетного сечения (по осевой линии)

м.

Расчетный пролет рамы: м.

С учетом предварительно принятых размеров элементов рам получим геометрическую схему, приведенную на рис. 3.2.

Рис. 3.2 - Геометрическая схема рамы

3.3 Статический расчет рамы

Максимальные усилия возникают в карнизном узле рамы при действии полной расчетной нагрузки (постоянной и временной) по всему пролету рамы: q = 10,86 кН/м.

Опорные реакции:

Вертикальные кН

Горизонтальные - (распор)

кН.

На рис. 3.2 представлен карнизный узел, в котором определяем расчетные усилия.

Усилия в расчетном сечении 1-1 (х = 0,3795 м; у = 4,406 м) по оси биссектрисы карнизного узла (рис. 3.2).

Изгибающий момент

кН·м

Продольная сила:

где φ=(900+14002`)/2; sin φ = 0,788; cos φ = 0,616.

Тогда

NI-I = (116,42 -10,86·0,3795)·0,788 + 80,14·0,616 = 137,857 кН.

Рис. 3.3 - Карнизный узел ломано-клееной рамы

Усилия в сечениях 1-2 и 1-3 карнизного узла (см. рис. 3.3):

кН

NI-2 = А = 116,42 кН.

(Точнее NI-2 = А - q·х = 116,42 -10,86·0,3795 =112,3 кН).

кН.

где y1 = Н - а = 5,25 – 1,688 =3,562 м.

Нормальная сила в коньковом сечении 3-3 (рис. 2.1).

кН.

где х3 = lp/2 =10,72 м.

Геометрические характеристики в биссектрисном сечении 1-1 и сечениях 1-2 и 1-3.

Расчетная площадь:

м2,

м,

м2.

Момент сопротивления:

м3

Расчетное сопротивление на сжатие умножаются на коэффициенты mδ, mсл, mв.

При высоте сечения больше 50 см, коэффициент mб находим по интерполяции значений табл.7 [1]:

для высоты hδ = 167,5 см ;

для высоты hу = 132 см ,

коэффициент mсл = 1, т.к. толщина слоя клеёного сечения принята 33 мм (табл. 8 [1]), коэффициент mв = 1 по табл.5 [1].

Тогда Rс = 15·0,681·1 = 10,215 мПа.

3.4 Проверка максимальных напряжений в биссектрисном сечении.

Соединение клееных элементов стойки и ригеля производится на зубчатый шип под углом по всему сечению. Эпюра напряжений имеет криволинейное очертание (см. рис. 2.3), поэтому проверку в таких сечениях следует производить согласно формулам [5]:

Для сжатой зоны вдоль оси «х» под углом к волокнам α:

()

(1)

для зоны, растянутой вдоль оси «X» под углом к волокнам α:

(2)

для сжатия вдоль оси «у» под углом к волокнам β = 90°- α =52о02`

(3)

где Fδ, Wδ – площадь и момент сопротивления биссектрисного сечения;

, , – соответственно расчетные сопротивления древесины смятию под углом α и β к волокнам и изгибу, определяются без введения коэффициентов mδ и mсл пo СНиП II-25-80 пп. 3.1 и 3.2;