Расчет клеефанерной рамы. Расчетная схема и нагрузки. Определение ветровой нагрузки на 1 м2 наружной стены

3.  Конструктивная часть

3.1 Расчет клеефанерной рамы

3.1.1 Расчетная схема и нагрузки.

Исходные данные

Внешние габариты рамы: пролет рамы 12.52м. высота в коньке 5.5м. Рама сделана из клеефанерных балок таврового и двутаврового сечения. Уклон оси стойки 60 º, уклон оси ригеля 30 º. Продольная устойчивость рамы обеспечивается панелями стен и обрешетки  кровли.

Расчетная нагрузка:

Нагрузки	Нормативная нагрузка кН/М²	Коэффициент  надежности по нагрузке Ỵf	Расчетная нагрузка кН/М²
Постоянные: Собственный вес конструкции обрешетка кровля Утеплитель Внутренние стены потолок	0,36 0,048 0,03 0,048 0,4 0,2	1,1	0,396 0,0528 0,033 0,0528 0,44 0,22
Временные: Снег	0,7	1,6	1,19
Итого			1,9

Определение ветровой нагрузки на 1 наружной стены.

Для города Владивостока

кПа

до

до 20м для крыши  

до 40м для крыши

Находим ветровую нагрузку приложенную на крышу.

 

до 5м

до 10м 

          

до 20м 

до 40м 

Находим ветровую нагрузку приложенную в каждом этаже.

1 этаж 

            

2 этаж 

3 этаж 

4 этаж  

5 этаж 

6 этаж 

7 этаж 

Максимальные усилия в клеефанерной раме возникают при действии полной расчетной нагрузки по всему пролету рамы.

Статический расчет рамы выполнен с помощью программы ЭВМ      Fast Framе.

3.1.2 Подбор и проверка прочности сечений прямолинейных элементов рам.

В ригеле и стойке  фанеру распологаем волокнами наружных слоев вдоль оси рам. Фанеру для стенок принимаем толщиной =  10 мм. доски для поясов 45*45мм.(после острожки)

Стойка

Наиболее нагруженным является сечение 2-2

Расчетные усилия:

М = 6,33кН,  Q = 4,14кН,  N = 12,37кН

Размеры поперечного сечения 2-2

Геометрическая характеристика сечений.

Приведённый момент инерции

Приведённый момент сопротивления.

Проверка прочности по нормальным напряжениям.

Проверка устойчивости верхнего сжатого пояса.

Проверка стенки на срез по нейтральной оси.

S- статический момент сдвигаемой части приведённого сечения относительно Н.О.

Проверка на скалывание.

Коньковый узел.

Действующие вертикальные и горизонтальные усилия в узле.

N=10.03 кН                       Q=3.3 кН

 

Расчётная схема для половины накладки представляется в виде консольной балки с опорами в створе с рядами болтов.

Усилия действующие на болты.

Принимаю накладку из фанеры 70х1, болты диаметром 1,6 см.

Несущая расчётная способность одного среза болта:

а) из условия смятия крайних элементов.

б) из условия смятия среднего элемента.

в) из условия изгиба болта.

Количество болтов  в первом ряду.

Принимаем в каждом ряду  по два болта d=16мм.

Момент, изгибающий накладку.

Ригель.

Наиболее напряжённое поперечное сечение ригеля (в точке 4) имеет те же геометрические характеристики, что и сечение в точке 2. Усилие же отличается незначительно.

3.1.3    Конструирование и расчёт узлов.

Карнизный узел.

Конструктивно принимаю накладку t=3 мм.

Проверка соединения на шурупах.

Проверка изгиба шурупа из стали.

не более 

Число нагелей в симметричном соединении.

Принимаем накладки  t=1,8 см

Проверка соединений на болтах из условия смятия в средних элементах.

Смятие в крайних элементах

Из условия прочности на изгиб.

кг

кг

шт

Опорный узел

Конструкция узла предусматривает упор стойки в горизонтальном направлении на уголок, приваренный к пластине в вертикальном направлении. Рама упирается на пластину толщиной 5 мм.

Нормальная сила воспринимается торцом стойки за вычетом скосов.

Смятие поперёк волокон.

Высота выступа принимается  2.6 см. Монтажное крепление опоры: Уголок, горизонтальные и анкерные болты принимаются конструктивно.

3.2Стропильная ферма.

3.2.1 Сбор нагрузок

Пролёт фермы 4,225 м.

Материал фермы – сталь марки ВСтзпс6.

По Гост 380-71*  =235 Мпа. Соединения стержней в узлах фермы – на сварке, электроды марки Э42, коэффициент надёжности по назначению =0,95

Определение расчётных нагрузок.

Нагрузка	Нормат.нагр.	К-т надёжн по нагр.	Расчёт. нагруз.
Постоянная Вес перекрытия Вес фермы и стены Полезная Итого:	48.05 12 23.1	1.1 1.1 0.9	52.85 13.2 20.79 86.84

3.2.2  Определение усилий в элементах фермы.

Усилия определили с помощью ЭВМ программы Scad.

3.2.3Подбор сечений элементов фермы.

Сечение подбираем по формулам центрального сжатия или растяжения. Для верхнего пояса =-50.31

Требуемая площадь сечения уголков при 0.7 и =0,95 составит

Из сортамента находим равнополочные уголки 50х5

Фасонки принимаю толщиной t=5 мм

Тогда радиусы инерции верхнего пояса равны

По таблице 1 приложения IV находим

Тогда:

Рассчитываем сечение нижнего пояса:

=50,31 кН

Требуемая площадь поверхности сечения составит при=0,95

По сортаменту подбираем конструктивно.

Швеллер     №18    А=20,7, фасонку принимаю толщиной t=5мм

Тогда:

Рассчитываем сечение сжатого раскоса.

при 0.5

Из сортамента подбираем равнополочные уголки 50х5

Проверяем напряжение.

Условие по устойчивости удовлетворяется.

3.2.4Расчёт узлов ферм.

Опорный узел А, где сходятся стержни.

Рассчитываем крепление опорного раскоса, расчётное усилие N=45.67 кН  и сечение 2L 50х4.

Сварка ручная

Принимаем толщину шва у обушка:

Вычисляем длины швов:

Конструктивно с учётом добавления 1-2 см на непровар. шва по  концам принимаем:

Конструктивно принимаю =3 см.

Рассмотрим узел В.

К фасонке крепится раскос состоящий из уголка 50х4 при N=22.84.

Принимаем :

и рассчитываем длину сварных швов.