Вертикальная стенка металлического вкладыша имеет высоту и ширину такие же, как и упорная плита и рассчитывается на изгиб как трех пролетная неразрезная балка под действием напряжений смятия от упора торца верхнего пояса.
Напряжения смятия торца верхнего пояса:
σсм = N1-2 /bhn = (155,6 × 10-3 ) / (0,11 × 0,140 ) = 10,1 МПа < Rcм = 14,74 МПа.
Изгибающий момент, действующий на пластину вкладыша с расчетной шириной а = 10 мм, определяем по формуле:
М = 1/(1+а/l)×qal2/8 = 1/(1+0,01/0,035)×10,1×0,01×0,0362/8 = 12 × 10-6 МН·м
Необходимый момент сопротивления:
Wтр = М/Ryγc = 12 × 10-6 /(325 × 0,9) = 41,03 × 10-9 м3 =41,03 мм3
Требуемая толщина стенки:
d = √(6·Wтр/a) = √( 6 × 41,03 /10) = 4,96 мм
Принимаем толщину стенок вкладыша d = 5 мм.
Узловой болт, передающий усилие от раскоса на вкладыш, работает на изгиб. Изгибающий момент:
М = N 3-10(dр/2 + dн/2)/2 = 50,7 × (5 / 2 + 4 / 2) / 2 = 114,1 × 10-6 МН·м
где dр – толщина ребра узлового вкладыша;
dн – толщина полосы наконечника раскоса;
Необходимый момент сопротивления:
Wтр = М/Ryγc = 114,1 × 10-6 /(325 × 0,9) = 0,39× 10-6 м3 =390 мм3 = 0,1 × d3
Требуемый диаметр болта:
dтр = 3√( Wтр/0,1) =3√( 390 / 0,1) = 15,7 мм
Принимаем бол d = 16 мм; F = 2,01 см2 согласно СНиП II-23-81 прил. 3.
Напряжения смятия болта:
σсм = N 3-10 / ∑ t γb = 50,7 × 10-3/ ( 16 × 2 × 4 × 0,85 × 10-6) = = 465 МПа < Rвр = 520 МПа
где ∑ t - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;
γb –коэффициент условий работы соединения, принимаемый по табл. 35 СНиП II-23-81.
Rвр – расчетное сопротивление смятию болтовых соединений, принимаемый по табл. 59 СНиП II-23-81.
Напряжение среза болта:
τ = N 3-10/2F γb = 50,7×10-3/ (2×0,201×10-3×0,85) = 148,4 МПа < Rbs = 190 МПа
где Rbs – расчетное сопротивление срезу болта, принимаемый по табл.58
СНиП II-23-81.
Раскосы соединяются с верхним и нижним поясами фермы металлическими пластинами – наконечниками с размерами сечения 5×80 мм. Металлические пластинки работают на продольный изгиб на длине, равной расстоянию от центра болта до ребра жесткости наконечника раскоса.
Свободная длина пластинок – наконечников l = 210 мм. Гибкость пластинок – наконечников:
λ = l / 0,289d = 210 / 0,289 × 5 = 145 33 < 150.
Коэффициент продольного изгиба равен φ = 0,226, согласно табл. 72
СНиП II-23-81.
Напряжение сжатия в пластинах – наконечниках:
σсм = N 3-10 / (2dbφγc) = 50,7 / (2 × 6 × 80 × 0,226 × 0,8) = 292 МПа < < Ry = 325 МПа
где γc – коэффициент условия работы, принимаемый по табл. 6 СНиП II-23-81.
Пластинку, в которую упирается деревянный раскос, рассчитываем на поперечный изгиб приближенно как простую балку с сечением тавровой формы так же, как и в упорной плите опорного узла. Площадь поперечного сечения расчетного тавра:
F = 80 × 5 + 50 × 4 = 600 мм2
Статический момент сечения тавра относительно оси х1-х1:
Sх1 = 80 × 5 × 52,5 + 50 × 4 × 25 = 26000 мм3
Расстояние от оси х1-х1 до центра тяжести сечения:
y0 = Sх1 / F = 26000 / 600 = 43,33 мм.
у1 = 54 – 43,33 = 10,67 мм.
ур = 43,33 – 25 = 18,33 мм.
Момент инерции сечения относительно оси х-х:
Jх = 80 × 53 / 12 + 80 × 5 × 10,672 + 4 × 50 × 18,332 = 113570,7 мм4.
Момент сопротивления:
Wcp = 113570,7 /43,33 = 2621,1 мм3
Напряжение смятия торца раскоса:
σсм = N3-10/bhn = (50,7 × 10-3 ) / (0,08 × 0,11 ) = 5,76 МПа < Rcм = 14,74 МПа.
Изгибающий момент:
М = 5,76 × 10-3 × 0,08 × 0,1142 / 8 = 0,75 кН·м.
Напряжения в плите:
σu = М/Wmin = 0,75 / 2,621 × 10-3 = 286 МПа < Rуγс = 325 × 0,9 = 292,5 МПа
Составляющая усилия раскоса, перпендикулярная верхнему поясу, воспринимается упором в верхний пояс консольных частей нижней пластинки узлового вкладыша.
U = N 3-10·cos (90 - 2α) = 50,7 × cos (90 – 2 × 20,48) = 33,24 кН
Напряжение смятия поперек волокон верхнего пояса под консолями пластинки вкладыша:
σсм.90 = U/ Fon = 33,24 / (0,05 + 0,05) × 0,11= 3.02 МПа < < Rсм.90/γn = 3 / 0,95 = 3,16 МПа
Изгибающий момент, возникающий в консоли нижней пластинки шириной bp = 10 мм:
Мк = σсм.90·bp·lк2/2 = 3,02 × 0,01 × 0,042/2 = 24,2 × 10-6 МН·м
Необходимый момент сопротивления:
Wтр = Мк / Rу γc = 24,2 × 10-6 / 292,5 = 82,7 × 10-9 м3 = 82,7 мм3
Требуемая толщина пластины:
d = √(6·Wтр/bp) = √( 6 × 82,7 /10) = 7,04 мм.
Принимаем толщину пластины 8 мм.
Средний узел нижнего пояса.
В среднем узле уголки нижнего пояса соединяются пластинками сечением 5×80 мм. В центре пластины находится отверстие для узлового болта.
Площадь ослабленного сечения стыковой накладки:
Fнт = 5 × (80 - 22) = 290 мм2
Напряжение в стыковой накладке:
σ0 = N1-10 / 2 Fнт = 145,77 / 2×0,29 = 251,3 МПа < Rуγс = 292,5 МПа
Прикрепление стойки к нижнему поясу.
Усилие в стойке N5-10 = 38,87 кН. Принята стойка из круглой стали диаметром d = 20 мм. Крепление стойки к узловому болту производится с помощью приваренных к ней концевых планок сечением 60×4 мм.
Площадь концевых планок с учетом ослабления от узлового болта:
Fнт = 4 × (60 - 22) = 152 мм2
Напряжения в планках:
σ0 = N5-10 / 2 Fнт = 38,87 / 2×0,152 = 127,85 МПа < Rуγс = 292,5 МПа
Длина сварного шва при kf = 4 мм
lw = N5-10/4(Rwf· gwf gcbf kf )+2t = 38,87/(4×215×0,85×0,9×0,7×4)+2×4×10-3= = 0,029 м = 29 мм.
Принимаем конструктивно lw = 50 мм.
Коньковый узел. В коньковом узле между концами панелей верхнего пояса установлен металлический вкладыш.
Смятие торца верхнего пояса.
σсм = N4-5 / Fсм = 104,9×10-3 / 0,11×0,14 = 6,81 МПа < 14,74 МПа
Металлическую стенку вкладыша рассчитываем на изгиб как консольную
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
