Деревянные конструкции промышленного здания

     3.4 Расчет раскосов

     Раскосы проектируем исходя из расчета по предельной гибкости.

     Расчетная длинна l_ef=l;

     l_ef=4,780м.

     Требуемый радиус инерции

     i_тр= ,                                                                                                       (3.21)

     i_тр=478/400=1,195см.

     Выбираем  сечение имеющее наименьшую площадь.

     Принимаем ∟45х4, А=3,48см², i_тр=1,38см.

     Металлический стержень выполняем из стали марки  ВСт3пс6-1(С245), R_у=240МПа=24кН/см² (≤20мм). 
 

     3.5 Решение и расчет узлов фермы

     3.5.1 Нижний пояс

       Нижний пояс соединяется косынками  на болтах, с требуемой площадью:

                                                                                         (3.22)

     где 0,8- коэффициент учитывающий ослабление сечения.

     Rs=235 МПа – расчетное сопротивление стали:

      .

     Принимаем 4 болта диаметром d=1,2см А=1,13∙4=4,52см² (по сортаменту)

     Сварка  полуавтоматическая под флюсом сварочной  проволокой марки СВ-08А (ГОСТ 2246-70^*) диаметром d=2мм.

     Для автоматической и полуавтоматической сварки при d = 1,4 – 2, при нижнем, горизонтальном, вертикальном положении шва, коэффициенты  и расчётные сопротивления, принимаемые  при расчёте:

     а) по металлу шва:

     R_wf = 180МПа,  g_wf = 1,  b_f = 0,9;

     б) по металлу границы сплавления:

     R_un = 370МПа,  R_wz = 0,45 × R_un = 0,45 × 370 = 166,5МПа,  g_wz = 1,  b_z = 1,05.

     

     Несущая способность сварных швов определяется прочностью металла и определяется по формуле:

      ,                                                                (3.23)

     где  N_об(п) – усилие, действующие на обушок(перо) уголков;

     n - количество швов(n=2);

     a - длина шва на непровар (а=1-2см);

     K_f - катет сварного шва.

     Величина  сварного шва должна быть в пределах:

     K_f,min ≤ K_f ≤ K_f,max,                                                                                       (3.24)

     где K_f,min  – минимальный катет(K_f,min =6мм) ;

     K_f,max - максимальный катет шва, равный:

     - для шва по обушку 1,2∙t_уг;

     - для шва по перу:

     K_f,max= t_уг -1мм, при t_уг ≤ 6мм;

     K_f,max t_уг -2мм, при t_уг = 7-16мм;

     где t_уг – толщина прикрепляемого уголка.

     K_f,max= 3-1=2, принимаем 6мм.

       Величина длины швов должна  быть кратной 10мм, минимальная  длинна шва, принимается  =60мм.

      -по обушку,

      -по перу.

     Выполняем проверку шва, прикрепляющего фасонку  к опорному фланцу. Касательное напряжение:

        .                                                                                                   (3.25)      

     Условие соблюдается.

     3.5.2 Верхний пояс

     Решение узла состоит из металлических парных накладок, которые соединяют верхний  пояс и к ним приварены металлические  раскосы. Производим расчет болтов на верхнем поясе. Найдем требуемую  площадь сечения болта:

     А_тр = N/0,8∙f_s;                                                                                              (3.26)

     где 0,8 – коэффициент, учитывающий ослабленное  сечение;

     f_s = 235МПа – расчетное сопротивление стали;

     А_тр = 57,8/0,8∙235∙10³=0,00038м²=3,8см²;

     Принимаем 4 болта диаметром d=1.2см А=1,13см² (по сортаменту)

     Сварка  полуавтоматическая под флюсом сварочной  проволокой марки СВ-08А (ГОСТ 2246-70^*) диаметром d=2мм.

     Для автоматической и полуавтоматической сварки при d = 1.4 – 2, при нижнем, горизонтальном, вертикальном положении шва, коэффициенты  и расчётные сопротивления, принимаемые  при расчёте:

     а) по металлу шва:

     R_wf = 180МПа,  g_wf = 1,  b_f = 0,9;

     б) по металлу границы сплавления:

     R_un = 370МПа,  R_wz = 0,45 × R_un = 0,45 × 370 = 166,5МПа,  g_wz = 1,  b_z = 1,05.

     

     Несущая способность сварных швов определяется прочностью металла и определяется по формуле:

      ,                                                                 (3.27)

     где  N_об(п) – усилие, действующие на обушок(перо) уголков;

     n - количество швов(n=2);

     a - длина шва на непровар (а=1-2см);

     K_f - катет сварного шва.

     Величина  сварного шва должна быть в пределах:

     K_f,min ≤ K_f ≤ K_f,max,                                                                                  (3.28)

     где K_f,min  – минимальный катет(K_f,min =6мм) ;

     K_f,max - максимальный катет шва, равный:

     - для шва по обушку 1,2∙t_уг;

     - для шва по перу:

     K_f,max= t_уг -1мм, при t_уг ≤ 6мм;

     K_f,max t_уг -2мм, при t_уг = 7-16мм;

     где t_уг – толщина прикрепляемого уголка.

     K_f,max= 3-1=2, принимаем 6мм.

       Величина длины швов должна  быть кратной 10мм, минимальная  длинна шва, принимается  =60мм.

      -по обушку,

      -по перу.

     Выполняем проверку шва, прикрепляющего фасонку  к опорному фланцу. Касательное напряжение:

              .                                                                                                  (3.29)  

     Условие соблюдается.

     Подбор  площади сечений торцов брусьев  верхнего пояса лобового упора при  смятии вдоль волокон.

     Максимальная  сжимающая сила N=0,0578 МН.

      .                                                    (3.30)

     Принятые  размеры сечений bхh=35x30 cм.

     А=b h₁=0,35 0,3=0,105м²>A_тр.                                                           (3.31) 
 

     3.5.3 Опорный узел

     Решение опорного узла состоит из металлических парных накладок, которые соединяют верхний и нижний пояс. Производим расчет болтов.

     Усилие  в верхнем поясе равно 57,8 кН.

     Найдем  требуемую площадь сечения болта:

     А_тр = N/0,8∙f_s;                                                                                              (3.32)

     где 0,8 – коэффициент, учитывающий ослабленное  сечение;

     f_s = 235МПа – расчетное сопротивление стали;

     А_тр = 57,8/0,8∙235∙10³=0,00038м²=3,8см²;

     Принимаем 4 болта диаметром d=1.2см, А=1,13∙4=4,52см² (по сортаменту), для верхнего пояса.

     Усилие  в нижнем поясе равно 68,66 кН.

     Найдем  требуемую площадь сечения болта:

     А_тр = N/0,8∙f_s;                                                                                              (3.33)

     где 0,8 – коэффициент, учитывающий ослабленное  сечение;

     f_s = 235МПа – расчетное сопротивление стали;

      .

     Принимаем 4 болта диаметром d=1.2см, А=1,13∙4=4,52см² (по сортаменту), для нижнего пояса.

     4 Статический расчет поперечной рамы и расчет стойки

     Расчетная рама поперечника здания представляет собой одиножды статически неопределимую  раму с жестко защемленными колонами и условно жестким ригелем, шарнирно опертым на колонны.

     Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли:

      ,                                                                                              (4.1)

     где w_o – нормативное значение ветрового давления;

     к – коэффициент, учитывающий изменение  ветрового давления по высоте;

     с – аэродинамический коэффициент.

     Определение расчетных усилий в колоне от постоянной и двух временных (снеговой и ветровой), умножаемых на коэффициент сочетания  .

     Расчетная длинна клееной армированной колоны принимается  в плоскости рамы , а из плоскости - . Сечение колонн проектируется прямоугольным с соотношением размеров . Ширина сечения b определяется исходя из предельной гибкости  , после чего назначается высота сечения в пределах .

     Доски принимаются по сортаменту толщиной не более 40мм.

     Крепление колонны к фундаменту производится при помощи анкерных болтов, работающих на растяжение.

     4.1 Определение вертикальных нагрузок на раму

     Расчетная постоянная нагрузка от покрытия, включая  массу фермы:

       G_d=0,38кН/м².

     Расчетное давление на колонну от покрытия:

                                                 (4.2)