Строительство и архитектура \ Конструкции из дерева и пластмасс

Примеры расчета деревянных конструкций: Учебное пособие по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс», страница 30

- коэффициент для гнутых элементов ([2] п.3.2, табл.9).

, где – расчетная длина арки ([2] п.6.25), – длина дуги арки.

([2] п.4.3).

Вычисляем прочность поперечного сечения:

Для обеспечения устойчивости плоской формы деформирования арки, закрепляем к ней плиты шириной 150 см и ставим поперечные связи, прикрепляемые к верхним кромкам арок, через 500 см. проверяем устойчивость полуарки с положительным моментом и раскрепленной сжатой кромкой, согласно [2] п.4.18

где – расчетная длина в плоскости перпендикулярной плоскости арки ([2] п.4.21)

, ([2] п.4.14)

где l₀ – расстояние между опорными сечениями элемента, а при закреплении сжатой кромки элемента в промежуточных точках от смещения из плоскости изгиба – расстояние между этими точками;

b – ширина поперечного сечения;

h – максимальная высота поперечного сечения на участке l_p;

k_ф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_p ([2] табл. 2 прил. 4)

, для элементов имеющих закрепление.

Устойчивость полуарки с отрицательным моментом и раскрепленной растянутой кромкой по [2] п.4.18, согласно которому, при наличии в элементе на участке закреплений из плоскости деформирования со стороны растянутой от момента М кромки коэффициент следует умножать на коэффициент , а коэффициент – на коэффициент :

где – расчетная длина в плоскости перпендикулярной плоскости арки ([2] п. 6.25)

([2] п.4.18)

([2] п.4.14)

Прочность поперечного сечения арки по касательным напряжениям:

где – максимальная поперечная сила (см. прил.1 стр.40).

– коэффициент, учитывающий условия эксплуатации конструкции ([2] п.3.2, табл.5),

– коэффициент, учитывающий толщину слоев сжатия ([2] п.3.2, табл.8),

Принимаем клееный пакет из 10 досок (6·10=60см) ели 2-го сорта.

3. Конструирование и расчет узлов арки

Опорный узел

Расчетные усилия в опорном узле: нормальная сила N₁ = 46356,3кгс = 463,563кН; горизонтальная сила в затяжке Н₁ = 38894,8кгс = 388,948кН (прил.1).

Выполняем проверку обвязочного бруса на смятие:

где – требуемая площадь смятия

– постоянная нагрузка, передающаяся на стойку в виде сосредоточенной силы.

– снеговая нагрузка, передающаяся на стойку в виде сосредоточенной силы.

– расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины ([2] п. 3.1)

, где – высота опорного бруса

– ширина опорного бруса.

принимаем

Затяжку арки конструируем из двух равнополочных уголков, сталь марки С235,

Принимаем два уголка L 90х10

В месте присоединения тяжей, парные уголки скрепляются стальными накладками, размером 440х70х10. Рассчитаем длину сварного шва по перу и обушку в месте крепления уголков к башмакам ([3] п. 11,2*):

По обушку

принимаем

По перу

принимаем

Рассчитаем шаг тяжей исходя из гибкости: радиус инерции:

, т.к пролет арки 15м распирать затяжку не требуется.

, т.к. пролет арки 15м, то по расчету требуется установить один вертикальный тяж по середине пролета, но для удобства проектирования конькового узла устанавливаем 2 тяжа, которые делят затяжку на три равные части.

Упор башмака рассчитываем как двухпролетную неразрезную балку, защемленную по концам (Рис.3).

Рисунок 52. Схема работы башмака

Требуемая толщина пластины упора:

где – ширина упора башмака

– длина пролета упора башмака (Рис. 64)

Принимаем толщину пластины упора 12 мм, согласно сортамента листовой стали.

Толщину листа, распределяющего опорное давление арки на большую площадь торца деревянной колонны, также находим как для многопролетной балки с консолями с учетом пластического выравнивания опорного и пролетного изгибающего моментов (Рис.15).