Деревянное зодчество


Реферат >> Архитектура

Расчёт узлов.

Опорный узел:

Расчётная нормальная сила N=73548(кн), поперечная сила Q=139(кн).

Материалы шарнирного соединения в пяте и коньке, сталь марки ВСт3кп2 по ГОСТ 3832-87 с изменениями.

Проверка напряжений в шарнире на смятие:

К
онструктивно принимаем стержень d=40(мм). При этом для гнутого профиля башмака принимаем половину трубы d=50(мм) с толщиной стенки 5(мм).

Производим проверку торцевого упора арки на смятие. Расчётное сопротивление смятию

Rcм=Rc=Rи=122(Мпа). Требуемая площадь смятия:

И
сходя из этих размеров, назначаем ширину и длину башмака соответственно 200 и

400мм. Усилие от шарнира передаётся на башмак через сварной профиль из пластин, имеющих два боковых и одно среднее рёбра. Тогда площадь смятия торца арки под башмаком: Fсм=200·400=800·10(мм); напряжения смятия см=73548·10/800·10=919(Мпа) см < 122(Мпа); площадь смятия рёбер под сварным профилем: Fсм=(2·4+12)·=20·;

требуемая толщина рёбер башмака:

Принимаем рёбра толщиной 22(мм).

В пределах башмака оголовок работает как плита, защемлённая с трёх сторон и свободная короткой стороной, с размером в плане 200160(мм). Вычислим максимальный изгибающий момент: M=0085ql=0085·81·160=176·10(мм). Требуемый момент сопротивления:

W=/6=M/Rи=176/220 =6·80=480 =219(мм). Принимаем лист толщиной 20(мм).

К
онцевые части пластины оголовка подвергаются изгибу как консольные от равномерно распределённой нагрузки интенсивностью, соответствующей напряжениям смятия по всей внутренней площадке оголовка от нормальной силы:

Безопасное расстояние x от края пластины оголовка до рёбер башмака определяем из равенства:

Таким образом, конструктивно длину башмака принимаем: a=750-2·66=620(мм).

На болты, присоединяющие оголовок, действуют усилия:

Н

еобходимый диаметр болта определим исходя из его несущей способности:

Принимаем болты диаметром 30(мм).

Коньковый шарнир:

Расчёт опорной пластины.

Принимаем пластину разметом 300200(мм). Нормальная сила, сжимающая пластину N=11368(кн). Напряжения смятия торца арки в ключе:

Толщину пластины находим из условия её работы на изгиб по схеме двух консольной балки, для которой нагрузка:

q=11368/03=379(кн/м)

изгибающий момент:

M=379·0135/2 М=345(кн·м).

Требуемый момент сопротивления(с учётом пластичности): W=M/(Rи·12)

W=3450·10/220·12=13·10(мм).

Требуемая толщина пластины: =6·W/bпл=6·13·10/200=390 =1975(мм).

Принимаем толщину пластины 20(мм)

Расчёт упорного штыря производим на изгиб как консоли. Изгибающий момент:

M=Q·50=139·10·50=6950·10(н·мм)

Требуемый момент сопротивления(с учётом пластичности):

W=6950·10/220·12=26·10(мм)

При ширине штыря b=100(мм) требуемая толщина:

=6·26·10/100=1560 =395(мм)

Принимаем =40(мм)

Расчёт спаренного штыря производим на изгиб как консоли. Изгибающий момент:

M=Q·50=139·10·50=6950·10(н·мм)

Требуемый момент сопротивления(с учётом пластичности):

W=6950·10/220·12=26·10(мм)

При ширине штыря b=90(мм) требуемая толщина:

=6·26·10/100=1560 =395(мм)

Принимаем =40(мм). Каждый штырь по 20(мм).

Оголовок и его крепление принимаем таким же, как и в опорных узлах арки. Безопасное расстояние от края пластины оголовка до опорной пластины определяем так же, как при расчёте пятого шарнира: x=12·200·22·2·220/6·152=237(мм)

Тогда длину опорной пластины конструктивно принимаем 750-2·237=300(мм).