|
bhтр |
2 |
|
|
|
M |
|
; |
|
|
6 |
|
R |
П |
|
||||
|
|
|
|
|
|
и |
|
mi |
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hтр |
|
6М |
|
|
(1.4) |
||||
|
b R |
П |
|
|
|||||
С |
|
|
и |
|
|
mi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Полученное по формуле (4) значение высоты поперечного сечения элемента коррект руем в сторону увеличения в соответствии с сортаментом п ломатериалов (см. приложение 1)принимаем . Т.е. факт ческая высота поперечного сечения балки должна быть не менее требуемой:
|
hфакт hтр |
|
|
|
|
(1.5) |
|
3. Проверка |
принятого сечения балки по нормаль- |
||||||
прочности ным напряжениям |
|||||||
Проверку прочности принятого сечения необходимо проводить в |
|||||||
соответствии с п. 6.9 [1] формула (23): |
|
|
|
||||
б |
|
|
|
||||
|
|
M |
|
R П |
mi |
; |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
Wрасч |
|
|
|
||
Вывод: условие прочности по нормальным напряжениям выполняет- |
|||||||
ся. Запас прочностиАсоставляет … %. |
|||||||
4. Проверка прочности принятого сечения по касательным |
|||||||
|
напряжениям |
|
|||||
|
Д |
||||||
Принятое поперечное сечение балки (см. рис. 1.2) необходимо |
|||||||
проверить по касательным напряжениям по формуле Журавского в |
|||||||
соответствии с СП [1, п.6.10, формула 24]: |
И |
||||||
|
Q Sбр/ |
|
|
|
|||
|
Jбр bрасч Rcк Пmi , |
|
|
(1.6) |
|||
где Q - расчетная поперечная сила; |
Sбр/ - статический момент брутто |
||||||
сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси; Jбр - момент инерции брутто поперечного сечения эле-
6
мента относительно нейтральной оси; bрасч -расчетная ширина сечения
элемента; Rcк - расчетное сопротивление древесины скалыванию при изгибе. Принимается в соответствии с п. 5.1 [1].
татический момент сечения (рисунок 4) |
Sбр/ |
относительно ней- |
|||||||||||||
С |
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
тральной оси х определяется по известной из сопромата зависимости: |
|||||||||||||||
|
|
Sбр/ |
bh2 |
; |
|
|
|
|
|
(1.7) |
|||||
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Момент |
нерц |
принятого сечения: |
|
|
|
|
|
||||||||
прочности |
|
bh3 |
; |
|
|
|
|
|
(1.8) |
||||||
|
|
Jбр |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Вывод: услов е |
по касательным напряжениям удовлетво- |
||||||||||||||
б |
|
|
|
|
|
||||||||||
ряется. Запас |
|
%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Проверка устойчивости плоской формы деформирования |
|||||||||||||||
зг |
аемых элементов прямоугольного сечения |
|
|||||||||||||
|
А |
|
|
||||||||||||
Данная проверка производится по СП [1, п. 6.14, формула (30)]. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принципиальная |
схема |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для расчета потери устойчи- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вости плоской формы дефор- |
||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мирования приведена на рис. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условие обеспечения ус- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тойчивости |
плоской |
формы |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
деформирования имеет вид |
||||||
Рисунок 1.3. Схема для расчета потери ус- |
M |
|
|
Rи mi , |
(1.9) |
||||||||||
м Wбр |
|||||||||||||||
тойчивости плоской формы деформирова- |
|
|
|||||||||||||
|
ния балки |
|
|
|
|
|
|
где |
м |
– коэффициент про- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дольногоИизгиба от изгибаю- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щего момента. |
|
|||||
Определяется по СП [1, формула (31)], |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
b2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
м 140 |
|
|
|
|
|
kф kжм , |
|
|
|
(1.10) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
lсв hк |
|
|
|
|
|
||||
7
здесь lсв lp – расстояние между точками закрепления сжатой кромки
(между связями).
Если условие устойчивости СП [1, п. 6.14, формула (30)] не соблюдается при расстоянии между закреплениями (связями) равном
Срасчетной длине балки lсв lp , необходимо принять расстояние между
точками закрепления lсв l2p и повторить расчет. В этом случае необ-
ходима постановка распорок по верхнему сжатому поясу на расстоя-
балкинии lсв lp ; kф 1,13 – коэффициент, зависящий от формы эпюры изги-
2
бающ х моментов на участке lp , принимается по СП [1, табл. Е2 |
||
прил. Е]. |
балки |
|
|
||
6. Расчет |
по второй группе предельных состояний |
|
Расчет |
по второй группе предельных состояний произ- |
|
водится в соответствии с СП [1, п. 6.35].
Расчет заключается в том, чтобы относительный прогиб балки f/l (прогиб в долях пролета) не превышал предельно допустимый отно-
сительный прогиб [f/l] [1, ф. (44)] |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Д |
|
||||
|
f |
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
А. |
|
(1.11) |
|||||
|
lp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
||
Предельно допустимый относительный прогиб |
f |
принимается |
|||||||
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
по СП [1, табл. 19]. |
|
|
|
|
|
И |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение прогиба можно определить по известной из сопромата |
|||||||||
зависимости: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
5 |
|
qн l4p |
, |
|
|
|
(1.12) |
|
384 |
|
Eд Jбр |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
здесь qн - нормативное значение нагрузки (см. рис. 1.3) , l p - расчетная длина балки; Ед модуль упругости древесины, принимается по СП [1, п. 5.3]; Jбр момент инерции брутто поперечного сечения балки.
8
Практическое занятие № 2
ПОЯСА |
|
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ НИЖНЕ- |
|
ГО |
СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ |
|
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ НАГЕЛЕЙ |
нижнегоЦель работы – научиться проектировать стыковое соединение пояса строп льной фермы с использованием цилиндриче-
ских нагелей.
Заданбе 2. Из условия прочности подобрать размеры поперечного сечен я н жнего растянутого пояса стропильной фермы и запроектировать стык н жнего пояса «впритык с накладками». Сечения элементов пр н мать согласно сортаменту пиломатериалов. Исходные данные по вариантам приведены таблице 2.1.
Таблица 2.1. Исходные данные для проектирования нагельного соедиения
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
|||
|
А |
Б |
|
|
|
|
В |
|
|
№ |
|
А |
|
|
|
|
|||
|
|
Условия |
Материал |
|
Диаметр |
|
|||
вар |
N, кН |
Материал, сорт |
|
эксплуата- |
|
|
|||
|
|
нагеля |
|
нагеля |
|
||||
|
|
|
|
ции |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
70 |
Сосна, 1с |
|
В2 |
|
сталь |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||
2 |
90 |
Ель, 1с |
|
В3 |
|
алюминий |
12 |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||
3 |
110 |
Лиственница, 1с |
|
стеклопла- |
|
||||
|
В1 |
|
стик |
14 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
130 |
Кедр, 1с |
|
А1 |
|
дуб |
16 |
|
|
5 |
120 |
Ольха, 1с |
|
А3 |
|
сталь |
18 |
|
|
6 |
60 |
Пихта, 1с |
|
Б2 |
|
дуб |
20 |
|
|
7 |
80 |
Ель, 1 с |
|
Б1 |
|
алюминий |
20 |
|
|
8 |
100 |
Сосна, 1с |
|
А2 |
|
стеклопла- |
18 |
|
|
|
|
стик |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
120 |
Кедр, 1с |
|
Б3 |
|
дуб |
16 |
|
|
10 |
140 |
Лиственница, 1с |
|
А1 |
|
сталь |
14 |
|
|
9
ПОРЯДОК РАСЧЕТА
До начала определения требуемых размеров накладки, диаметра |
|||||
и количества цилиндрических нагелей на полунакладку, необходимо |
|||||
определить размеры поперечного сечения нижнего растянутого пояса |
|||||
С |
|
|
|
|
|
фермы. |
|
|
|
|
|
1. Определен е требуемой площади поперечного сечения рас- |
|||||
тянутого н жнего пояса фермы |
|
|
|
||
и |
|
|
|
|
|
Требуемую площадь поперечного сечения нижнего пояса фермы |
|||||
определ м з услов я прочности по нормальным напряжениям по СП |
|||||
б |
|
|
|
||
[п. 6.1, ф. 10]: |
|
|
|
|
|
|
N p |
Rp mi |
, |
|
(2.1) |
|
Fнт |
|
|
|
|
где N p - растяг вающее усилие в нижнем поясе фермы; Fнт - площадь |
|||||
поперечного сечения нижнего пояса фермы нетто; |
Rp -расчетное со- |
||||
противление древесины растяжению, принимается по СП [1, п. |
|||||
5.1]; mi - произведение коэффициентов условия работы: |
|
||||
mi mn mв m0 |
, |
|
(2.2) |
||
|
|
Д |
|
||
здесь mn - коэффициентА, учитывающий породу древесины, принимает- |
|||||
ся по СП [1, таблица 5]; mв - |
коэффициент, учитывающий условия |
||||
эксплуатации конструкции, принимается по СП [1, |
таблица 9]; m0 - |
||||
|
|
N p |
И |
||
коэффициент, учитывающий наличие ослаблений в расчетном сечении, принимается по СП [1, п. 5.9 подпункт Г].
Из условия прочности по нормальным напряжениям формула (2.1) определим требуемую площадь поперечного сечения нижнего
пояса фермы, состоящего из двух досок: |
|
|
Fmp2 Rp mi |
, |
(2.3) |
тогда требуемая площадь поперечного сечения одной доски нижнего пояса фермы
Fmp1 0.5Fmp2 ; |
(2.4) |
10