Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ќбеспечение пространственной жесткости плоских дерев€нных конструкций в здани€х и сооружени€х




6.57. ѕространственна€ неизмен€емость и жесткость конструкций в здани€х и сооружени€х достигаетс€ постановкой св€зей покрыти€ и св€зей между колоннами каркаса в продольном направлении.

—в€зи покрыти€ должны обеспечивать устойчивость несущих конструкций и их элементов, а также воспри€тие передающихс€ через фахверковые колонны горизонтальных нагрузок от ветрового напора на торцовые самонесущие стены. ѕри наличии в здании подвесного подъемно-транспортного оборудовани€ продольные инерционные силы торможени€ должны быть также восприн€ты св€з€ми покрыти€.

–ис. 63. —хемы пространственного креплени€ плоских дерев€нных конструкций в здани€х и сооружени€х каркасного типа (а) и без каркаса (б)

1 - поперечные св€зи жесткости (св€зевые фермы); 2, 3 продольные вертикальные св€зи жесткости; 4, 5 - продольные горизонтальные св€зи жесткости

6.58. —в€зева€ система покрыти€ образуетс€ из поперечных св€зевых ферм - горизонтальных св€зей в плоскости верхних граней стропильных конструкций, вертикальных св€зей между ними и продольных элементов, работающих на раст€жение или сжатие (рис. 63).

ѕоперечные св€зевые фермы располагаютс€ по торцевым секци€м здани€ или во второй от торца секции и по промежуточным секци€м не реже чем через 30 м, в тех же секци€х располагаютс€ вертикальные св€зи между колоннами.

¬ качестве по€сов поперечных св€зевых ферм следует использовать верхние по€са или все сечение стропильных конструкций. ¬ысота поперечных св€зевых ферм равна, как правило, шагу стропильных конструкций.

¬ плоскости кровли роль продольных элементов св€зей, соедин€ющих элементы жесткости и стропильные конструкции, обычно должны выполн€ть прогоны или продольные ребра плит.

¬ключение клеефанерных плит в работу не только как продольных элементов св€зей, но и как составных частей элементов жесткости допустимо при условии обеспечени€ воспри€ти€ усилий, возникающих в сопр€жени€х плит со стропильными конструкци€ми. ѕри использовании в качестве несущих конструкций шпренгельных систем вертикальные св€зи должны раскрепл€ть их раст€нутый по€с.

6.59. ”сили€ в св€зевых фермах, обеспечивающих пространственную жесткость зданий и сооружений, определ€ютс€ из расчета на действие горизонтальной нагрузки, направленной вдоль здани€, и вертикальной нагрузки на покрытие с учетом начальных отклонений формы и положени€ плоскостных несущих конструкций от проектных.   таким отклонени€м относ€тс€ погибь из плоскости наибольшей жесткости и отклонение поперечных сечений от вертикали. ¬ процессе деформировани€ под нагрузкой величины этих отклонений измен€ютс€. »х окончательные значени€ не должны превышать величин, регламентируемых нормами на производство и приемку работ.

6.60. ƒопускаетс€ при расчете замен€ть несущие конструкции как элементы системы покрыти€ их силовыми воздействи€ми в плоскости св€зей по верхним гран€м конструкций. ƒл€ системы св€зей указанное воздействие €вл€етс€ внешней нагрузкой, котора€ приближенно принимаетс€ равномерно распределенной. »нтенсивность этой горизонтальной нагрузки от каждой несущей конструкции (фермы, балки, арки, рамы) определ€етс€ по формуле

q г.к = k св q,

где q - расчетна€ вертикальна€ равномерно распределенна€ нагрузка. Ќагрузка другого вида приводитс€ к равномерно распределенной;

k св - коэффициент, завис€щий от вида и геометрических параметров несущих конструкций, который следует принимать равным:

k св = 0,02 дл€ покрытий по балкам посто€нного сечени€, фермам и пологим аркам с f / l ≤ 1/6;

k св = 0,024 дл€ покрытий по двускатным балкам;

k св = 0,01 дл€ покрытий по рамам и аркам с f / l ≥ 1/3 (дл€ арок с 1/6 < f / l < 1/3 величина k св определ€етс€ по интерпол€ции).

ƒопускаетс€ также производить расчет без учета деформируемости продольных элементов, обеспечивающих св€зь всех несущих конструкций с поперечными св€зевыми фермами или устойчивыми торцевыми конструкци€ми. ѕри этом нагрузка на каждую поперечную св€зевую ферму определ€етс€ по формуле

q сф = (q ω - q г.к n)/ t,

где q ω - внешн€€ горизонтальна€ нагрузка в продольном направлении, вызываема€ ветровым напором, торможением кранового оборудовани€ и тому подобное;

n - общее число несущих конструкций (балок, ферм, арок, рам) на всю длину здани€ в рассматриваемом пролете;

t - общее число поперечных св€зевых ферм.

6.61. –асчет продольных вертикальных св€зей, раскрепл€ющих раст€нутый по€с шпренгельных систем, следует производить на нагрузки, определ€емые по формуле

P = 0,01 V,

где V - расчетные сжимающие усили€ в стойках шпренгельных систем, соедин€емых св€з€ми.

6.62. –асчет продольных вертикальных св€зей, раскрепл€ющих внутреннюю сжатую кромку рам или арок, следует производить по усили€м, определенным по формуле

P = 0,015 qS св,

где S св - горизонтальна€ проекци€ рассто€ни€ между продольными св€з€ми.

6.63. ¬ покрыти€х по стропильным дощатоклееным балкам рекомендуетс€ использовать уточненную методику определени€ нагрузки q г.к. ¬ этом случае учитываетс€, что нагрузка q г.к состоит из двух частей, одна из которых зависит от величины начальных отклонений, а друга€ - от величины горизонтального перемещени€ балки в плоскости покрыти€ при действии нагрузок.

–ис. 64. ѕеремещени€ поворота и погиби дощатоклееной балки покрыти€ из ее плоскости в середине пролета, выполн€ющей функции по€са поперечной св€зевой фермы

ѕеремещени€ балки и отклонени€ в ее геометрических размерах принимаютс€ измен€ющимис€ по длине балки в виде одной полуволны синусоиды.

¬вод€тс€ обозначени€ (рис. 64):

U 0 - начальна€ погибь продольной оси балки в середине пролета из плоскости наибольшей жесткости;

U св - горизонтальное перемещение нагруженной балки в середине пролета на уровне св€зей, раскрепл€ющих ее сжатую кромку;

φ0 - начальный угол поворота поперечных сечений балки относительно ее продольной оси;

φ - добавочный угол поворота поперечного сечени€ нагруженной балки в середине пролета;

b, h - соответственно ширина и высота (дл€ двускатных балок наибольша€ высота) поперечного сечени€;

l - пролет балки;

M - наибольша€ величина изгибающего момента в балке от вертикальной нагрузки (без учета нагрузки от подвесного транспорта);

α = 7,02 h / l;

β - отношение высоты h 0 балки на опоре к высоте в середине пролета;

γ = 0,7 + 0,3β; ψ = 0,3 + 0,7β; m = 60 M /(E'b 3); t = γ m /ψ.

—редние расчетные значени€ перемещений балки принимаютс€ равными:

U 0 = l /600, но до 3 см;

U св = l /1200, но до 1,5 см;

φ0 = 25×10-4 рад.

»спользуютс€ безразмерные величины

k и = m 2/(α2βψ); S = 0,9αβ b 3/[ l 3(1 + t)].

–ис. 65. —хема продольных и поперечных св€зей жесткости

а) горизонтальные св€зи покрыти€; б) вертикальные св€зи по балкам и колони€м

»нтенсивность горизонтальной нагрузки определ€етс€ по формуле

q г.к = јU св + ¬U 0 + c φ0, (54)

где

A = E'S (k и - 1);

B = E'S (k и + 0,5 t);

C = E'Sh [0,5γ k и + m /(α2β)].

¬еличина A имеет механический смысл Ђединичной реакцииї (коэффициента жесткости) балки в основной системе метода перемещений с наложенными фиктивными закреплени€ми, преп€тствующими перемещени€м балки в плоскости горизонтальных св€зей. ƒва последних члена в выражении нагрузки q г.к €вл€ютс€ грузовой реакцией в той же основной системе от начальных несовершенств балки. ѕравило знаков дл€ реакций - положительное направление реакции противоположно направлению перемещений U св и U 0.

≈сли при вычислении A < 0, то принимаетс€ A = 0.

ѕример 1. «апроектировать систему св€зей жесткости в покрытии по дерев€нным клееным балкам пролетом 18 м шагом 6 м производственного здани€ размером в плане 18 ´ 42 м. —ечение балок пр€моугольное размером 210 ´ 1630 мм.

 ровл€ с уклоном 0,05 рулонна€ по утепленным плитам шириной 1,5 м с обшивками из цементно-стружечных плит и дерев€нными ребрами. „асть их используетс€ в качестве продольных элементов св€зей жесткости (рис. 65).

“орцевые стены фахверковые с навесными панел€ми. —теновые панели креп€тс€ к фахверковым стойкам, которые расположены через 6 м, шарнирно присоединены к фундаменту и верху балок (рис. 66).

–ис. 66. —хема торцовой стены здани€. –асчетные схемы стоек фахверка

а)крайних; б) промежуточных

ѕо торцам здани€ предусмотрены две поперечные св€зевые фермы, по€сами которых служат стропильные балки, а решетка состоит из раскосов и стоек продольных ребер плит, а также вертикальные св€зи и св€зи по колоннам (см. рис. 65). ѕри таком решении вертикальных св€зей горизонтальна€ опорна€ реакци€ св€зевых ферм воспринимаетс€ наклонным подкосом вертикальных св€зей, а расчетна€ схема св€зевой фермы соответствует рис. 67.

–айон строительства - јрхангельск.

Ќормативна€ посто€нна€ нагрузка на 1 м2 покрыти€ g н = 1,13 кЌ/м2, расчетна€ нагрузка g = 1,29 кЌ/м2. –асчет ведем по наиболее опасному сочетанию нагрузок - посто€нна€ нагрузка совместно с ветровой и снеговой нагрузками, умноженными на коэффициент сочетани€ n с = 0,9.

Ќормативна€ снегова€ нагрузка дл€ IV района 0 = 1,5 кЌ/м2 расчетна€ с учетом коэффициента сочетани€ P = 2,04 кЌ/м2.

–асчетна€ ветрова€ нагрузка дл€ II района при аэродинамических коэффициентах c = 0,8 дл€ положительного ветрового давлени€ и c 3 = -0,4 дл€ отрицательного, с учетом коэффициента сочетани€ n с = 0,9. ƒл€ положительного давлени€ q ω = q 0 kcnn с = 0,35×0,65×0,8×1,2×0,9 = 0,2 кЌ/м2, дл€ отрицательного давлени€ q' ω = q 0 kc 3 nn с = 0,35×0,65×(-0,4)×1,2×0,9 = -0,1 кЌ/м2.

√оризонтальна€ нагрузка на св€зевые фермы распредел€етс€ поровну. ќднако усили€ в элементах фермы завис€т от того, к какому по€су приложена нагрузка. „асть ветровой нагрузки, действующей на торцевые стены, передаетс€ на две св€зевые фермы через стойки фахверка в виде сосредоточенных сил (см. рис. 66). ѕри действии ветра слева величины этих сил дл€ левой св€зевой фермы равны:

P 1 = - R 1 = q ω l 1 h 12/(2×2 h 2) = 0,2×6×2,12/(2×2×1) = 1,32 кЌ;

P 2 = - R 2 = q ω l 1 h 24/(2 h 3) = 0,2×5×9,62/(2×8,4) = 6,6 кЌ;

при действии ветра справа

P' 1 = q' ω l 1 h 12/(2×2 h 2) = -0,1×6×2,12/(2×2×1) = -0,66 кЌ;

P' 2 = q' ω l 1 h 24/(2 h 3) = -0,1×6×9,62/(2×8,4) = -3,3 кЌ,

где l 1 - рассто€ние между фахверковыми стойками.

–ис. 67. —хема нагружени€ левой св€зевой фермы (см. рис. 65) и расчетные усили€ в ее элементах

а) при ветре слева; б) при ветре справа

–еакции системы св€зей, возникающие при действии ветровой нагрузки, передаютс€ через продольные элементы на внутренние по€са св€зевых ферм в виде сосредоточенных сил, равных:

Q = n 2(P 2 + P' 2)/(2 n 1) = 2(6,6 - 3,3)/(2×5) = 0,66 кЌ,

где n 1 - количество стоек св€зевой фермы; n 2 - количество сосредоточенных сил P 2.

–авномерно распределенна€ горизонтальна€ нагрузка от каждой несущей конструкции передаетс€ на св€зевые фермы через продольные ребра плит. »нтенсивность этой нагрузки

q г.к = k св q = 0,024×20 = 0,48 кЌ/м,

где

q = (g + p) l 1 = (1,29 + 2,04)6 = 20 кЌ/м;

k св = 0,024 дл€ покрытий по двускатным балкам (см. п. 6.59). ѕри расчете по уточненной методике средние расчетные величины перемещений балки согласно п. 6.62

U св = l /1200 = 18/1200 = 0,015 м;

U 0 = l /600 = 18/600 = 0,03 м;

φ0 = 25×10-4,

а безразмерные геометрические параметры балки

β = h 0/ h, = 1,19/1,63 = 0,73;

α = 7,02 h / l = 7,02×1,63/18 = 0,636;

γ = 0,7 + 0,3β = 0,7 + 0,3×0,73 = 0,92;

ψ = 0,3 + 0,7β = 0,3 + 0,7×0,73 = 0,81.

–асчетное сопротивление древесины 2-го сорта сжатию вдоль волокон, согласно —Ќиѕ II-35-80

R с = 15 m в× m т× m н× m бn = 15×1×1×1,2×0,8/0,95 = 15,1 ћѕа,

модуль упругости древесины E' = 300 R с = 300×15,1 = 4530 ћѕа = 4,53×103 кЌ/м2.

ћаксимальный изгибающий момент от вертикальной нагрузки

M = ql 2/8 = 20×182/8 = 810 кЌ×м.

¬ычислив безразмерные величины

m = 60 M /(E'b 3) = 60×8107(4,53×106×0,213) = 1,16;

k и = m 2/(α2βφ) = 1,162/(0,6362×0,73×0,81) = 5,62;

S = 0,9αβ b 3/[ l 3(1 + γ m /ψ)] = 0,9×0,636×0,73×0,213/[183(1 + 0,92×1,16/0,81)] = 2,86×10-7,

определ€ем коэффициенты:

A = E'S (k и - 1) = 4,53×106×2,86×10-7(5,62 - 1) = 5,99 кЌ/м2;

B = E'S (k и - 0,5γ m /ψ) = 4,53×106×2,86×10-7(5,62 + 0,5×0,92×1,16/0,81) = 8,13 кЌ/м2;

C = E'Sh [0,5γ k и + m /(α2β)] = 4,53×106×2,86×10-7×1,63[0,5×0,92×5,62 + 1,16/(0,6362×0,73)] = 13,76 кЌ/м.

—огласно формуле (54), интенсивность равномерно распределенной нагрузки от каждой балки по уточненной методике равна:

q г.к = AU св + BU 0 + C - φ0 = 5,99×0,015 + 8,13×0,03 + 13,76×25×10-4 = 0,37 кЌ/м.

ƒалее в расчете используетс€ значение q г.к, полученное по уточненной методике.

Ќа внешний по€с св€зевой фермы передаетс€ нагрузка от одной балки, €вл€ющейс€ внешним по€сом этой фермы, а на внутренний по€с - от (n - 2)/ t балок, где n - общее количество балок в здании, а t - количество св€зевых ферм. ѕриведенна€ к узловой, нагрузка на внешний по€с составл€ет 0,37×3 = 1,11 кЌ, а на внутренний по€с

q г.к×3×(n - 2)/ t = 0,37×3×(8 - 2)/2 = 3,33 кЌ.

ќпределение усилий в элементах св€зевой фермы производим при действии ветровой нагрузки совместно с горизонтальной нагрузкой от стропильных балок. —хема нагрузок на св€зевые фермы и усили€ в ее элементах приведены на рис. 67.

ѕоскольку продольные ребра плит €вл€ютс€ одновременно и стойками св€зевыx ферм, максимальное усилие в их сопр€жении со стропильными балками равно наибольшему усилию в стойках св€зевых ферм N = 3,99 кЌ.

ћаксимальное усилие в раскосах св€зевой фермы N = ±17,83 кЌ. –асчетна€ длина раскосов в ос€х св€зевой фермы l р = 6,26 м. ѕринимаем все раскосы из бруса сечением 125 ´ 150 мм. ѕри этом гибкость

λ = l р/(0,29 h) = 6,26/(0,29×0,125) = 173 < 200

(—Ќиѕ II-25-80, табл. 14).

÷ентрально сжатые раскосы провер€ем на устойчивость.

–асчетное сопротивление древесины второго сорта сжатию вдоль волокон R с при учете ветровой нагрузки

R с = 14 m нn = 14×1,2/0,95 = 17,7 ћѕа.

ѕри гибкости λ > 70 дл€ древесины

φ = 3000/λ2 = 3000/1732 = 0,1.

ѕо формуле (6) —Ќиѕ II-25-80

N /(φ F) = 17,83×103/(0,1×125×150) = 9,51 ћѕа < R с = 17,7 ћѕа.

”зел креплени€ раскосов к стропильной балке приведен на рис. 68. —оединительную пластину принимаем толщиной 4 мм. Ѕолты креплени€ пластины располагаем в два продольных р€да. ѕринимаем болты диаметров d = 12 мм. Ќесуща€ способность болта на один шов сплачивани€ из услови€ изгиба нагел€

T = 1,8 d 2 + 0,02 a 2 = 1,8×1,22 + 0,02×7,32 = 3,66 кЌ > 2,5 d 2 = 3,6 кЌ,

а из услови€ см€ти€ в крайних элементах

T = 0,8 ad = 0,8×7,3×1,2 = 7 кЌ.

“ребуемое количество болтов

n в = N /(Tn ш) = 17,83/(3,6×2) = 2,5.

ѕринимаем 4 болта с их расстановкой в 2 р€да с шагом S 1 = 8,5 см > 7 d. —оединительную пластину провер€ем как центрально сжатую, по формуле (7) —Ќиѕ II-23-81:

N с/(φ F) ≤ Ry γсn.

–ис. 68. ”зел креплени€ раскосов решетки св€зевой фермы к балке

ѕри

λ = 170/(0,29×4) = 146,6; φ = 0,352,

σ = 17,83×103/(0,352×4×90) = 140,7 < Ry γсn = 220×0,95/0,95 = 220 ћѕа.

ƒиаметр болта, с помощью которого раскос крепитс€ к фасонке, принимаем d = 20 мм, а толщину фасонки t = 4 мм. Ќесущую способность болта на срез определ€ем по формуле (127) —Ќиѕ II-23-81:

Nbs = Rbs γ bFns /4 = 157,9×0,9×314×1 = 44,6 > 17,83 кЌ,

где F = 314 мм2 - площадь сечени€ болта;

Rbs = 150/γ n = 150/0,95 = 157,9 ћѕа; γ b = 0,9; ns = 1;

несуща€ способность болта на см€тие

N вр = R врγ bdtn = 340×0,9×20×4/0,95 = 25,8 > 17,83 кЌ.

—варной шов, соедин€ющий фасонку с пластиной закладной детали, провер€ем на усилие

N = 17,83cos 63∞ + 14cos 61,4∞ = 14,8 кЌ.

ѕрин€в толщину шва kf = 4 мм, определ€ем требуемую длину шва по формуле (120) —Ќиѕ II-23-81

N /(btkfl ш) ≤ R ω f γω f γγсn.

ѕри N = 14,8 кЌ; β t = 0,7; kf = 0,004 м; γω f = 0,85;

γс = 0,95; γ n = 0,95; R ω f = 185 ћѕа;

l ш = 14,8×103×0,95/(0,7×4×185×0,85×0,95) = 33,6 мм.

ѕринимаем прерывистый шов с общей длиной l ш = 80 мм. «акладную деталь, присоедин€ющую раскосы к стропильной балке, крепим 4 болтами. ”силие на одни болт

N Ѕ = N / n б = 14,8/4 = 3,7 кЌ.

ѕринимаем болты диаметром 16 мм. Ќесуща€ способность болта из услови€ изгиба нагел€

T = 2,5 d 2 = 2,5×162 = 6,4 кЌ > 3,7 кЌ.

Ќесуща€ способность болта из услови€ см€ти€ в древесине

T = 0,35 cd = 0,35×21×1,6 = 11,76 кЌ > 3,7 кЌ.

÷ентрально раст€нутые раскосы провер€ем на прочность из услови€

N р/ F н.т = 17,83×103/[(125 - 2×12)(150 - 4)] = 1,29 < R р m иn = 7×1,2/0,95 = 8,8 ћѕа.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 494 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

∆изнь - это то, что с тобой происходит, пока ты строишь планы. © ƒжон Ћеннон
==> читать все изречени€...

1278 - | 1123 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.084 с.