Размещено на http: //www. allbest. ru/

• Содержание
• Введение
• 1. Описание вариантов моста
• 2. Описание проектируемого пролетного строения
• 3. Расчет деревоплиты проезжей части
• 3.1 Определение усилий от постоянной нагрузки
• 3.1.1 Определение усилий от временной нагрузки
• 3.1.2 Проверка сечения деревоплиты на прочность при изгибе
• 3.1.3 Проверка на скалывание по клеевому шву вдоль волокон
• 3.1.4 Проверка на скалывание по клеевому шву поперек волокон
• 3.2 Расчет пролетного строения
• 3.2.1 Определение постоянной нагрузки на расчетную ферму
• 3.2.2 Определение временной нагрузки на расчетную ферму
• 3.2.3 Определение внутренних усилий в дощато-гвоздевой ферме
• 3.3 Конструирование дощато-гвоздевой фермы
• 3.3.1 Подбор и проверка нижнего пояса.
• 3.3.2 Подбор и проверка верхнего пояса
• 3.3.3 Построение эпюры материалов
• 3.3.4 Расчет стыков верхнего и нижнего поясов
• 3.3.5 Расчет прикрепления поясов к стенке
• 3.3.6 Подбор и проверка раскосов стенки
• 3.3.7 Расчет прикрепления опорных ребер жесткости


Введение

Мост - комплекс инженерных сооружений для беспрепятственного и безопасного пропуска транспортных средств через крупные препятствия.

Деревянные мосты отнесены к категории временных. Применение деревянных мостов допускается:

1.На железнодорожных линиях общей сети ниже 2 категории.

2.На автомобильных дорогах ниже 3 категории.

3.На магистральных улицах районного значения.

4.На улицах и дорогах местного значения без ограничения.

Габариты приближения конструкций проектируемых сооружений должны удовлетворять требованиям ГОСТа, СНИПа и СП.

Основные размеры пролетных строений и опор проектируемых мостов предусмотрено назначать с учетом модульности и принятой унификации. Полная длина разрезных пролетных строений деревянных автодорожных и городских мостов, может быть назначена равной 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24 и 33 м. Область применения пролетных строений с дощато-гвоздевыми, дощато-нагельными фермами по длине пролета, как известно, определена пределами от 9-33м.

Требования, связанные с подмостовыми габаритами, с положениями элементов моста над уровнями воды и ледохода на несудоходных и неплавных водотоков в различных условиях в равной мере распространяются как на деревянные, так и на все остальные мосты.

При проектировании деревянных мостов следует предусматривать специальные меры по защите древесины от гниения, а в необходимых случаях от возгорания. Правильно подобранные и выполняемые защитные мероприятия удлиняют сроки жизни деревянных мостов до 50 лет.

При проектировании деревянных мостов в соответствии с действующими нормами и правилами новые конструктивными решения должны отвечать в основном требованиям, предъявляемым к капитальным мостам и по прочности, и по надежности, и по долговечности.

По состоянию на 01.01.2000:

на федеральных автомобильных дорогах эксплуатируются 82 деревянных моста, в том числе: в Республике Саха (Якутия) - 42, в Амурской области - 22, в Иркутской области - 4;

на территориальных автомобильных дорогах 72 субъектов Российской Федерации эксплуатируется 8254 деревянных мостов (наибольшее количество деревянных мостов имеется в Читинской области - 947, Архангельской области - 843, Хабаровском крае - 726, Республике Саха (Якутия) - 486, Республике Бурятия - 415, Иркутской области - 448, Республике Карелия - 383).

Другими словами в целом по Российской Федерации на территориальных автомобильных дорогах общего пользования практически каждый пятый мост - деревянный.



1. Описание вариантов моста

мост деревоплита сооружение прочность

В курсовой работе предлагается спроектировать деревянный мост.

Первый вариант моста выполнен по следующее схеме: 8+8+29+29+29+8. Продольный уклон моста составляет 5 ‰ и направлен в сторону правого и левого берегов реки. Проектные решения конструкций моста соответствуют всем требованиям современных норм и правил. Общий вид моста представлен на листе 1

Пролёты №1-2, 5-6, перекрываются составными трехъярусными прогонами, которые изготавливаются из брёвен диаметром 32 см, по ГОСТ 9463-88. Прогоны объединены в пакеты, в поперечном сечении расположено одиннадцать составных прогонов, расстояние между осями спаренных прогонов в пакете равно 1,08 м. Плотность между накладками и неподвижность брёвен достигнута установкой стяжных болтов, объединяющих три яруса брёвен в прогон. Прогоны в свою очередь попарно объединяются крестовыми решётками из досок 100х50мм в блоки. Плита проезжей части представляет собой клеёную деревоплиту из досок 150х33мм . Пиломатериал - древесина сосна с размерами по ГОСТ 24454-80*.

Пролёты №2-3, 3-4, 4-5 перекрывается дощато-гвоздевым пролётным строением.

Для опор №2,3,4,5 принята пространственная конструкция с кустовыми сваями.

Переходные щиты выполнены из бревен покрытых клеёной деревоплитой. Длина щита на левом берегу равна 4м, на правом берегу равна 3м.

Второй вариант моста выполнен по следующее схеме: 17,33+36,1+ +36,1+17,33. Продольный уклон моста составляет 5 % и направлен в сторону левого и правого берегов реки. Проектные решения конструкций моста соответствуют всем требованиям современных норм и правил. Общий вид моста представлен на листе 1.

Пролёты №1-2, 4-5, перекрываются пролетными строениями с клееными балками. Продольные балки соединены диафрагмами в поперечном направлении. В поперечном сечении расположено 7 клееных балок, расстояние между осями

балок равно 1,8м.

Пролёты №2-3, 3-4 перекрывается пролетными строениями с решетчатыми фермами. Длина панели равна 10м , высота фермы 8м. Пояса и раскосы фермы выполнены из клееных балок.

Для опор №2,3,4 принята пространственная конструкция с кустовыми сваями.

Переходные щиты выполнены из бревен покрытых клеёной деревоплитой. Длина щита на левом берегу равна 4м, на правом берегу равна 3м.

Между пролетами моста оставляется зазор 10 см для проветривания.

Проезжая часть выполнена в виде поперечной клеёной деревоплиты, опёртой на фермы. На деревоплиту уложен слой гидроизоляции толщиной 10 мм. На гидроизоляцию уложен слой асфальтобетонного покрытия со средней толщиной 142,5 мм. Тротуары шириной 1м запроектированы из дощатого настила, укладываемого на кобылках. Шаг кобылок, являющихся упором колесоотбойного бруса, равен 1,5 м; кобылки прикреплены к щитам деревоплиты болтами. Колесоотбойный брус состоит из двух брусьев 20x20см.Проезжая часть имеет двускатный поперечный уклон 0,015%.

Перильное ограждение высотой 1.1 м имеет традиционную конструкцию для деревянных мостов с креплением перильных стоек из брусьев 100x100мм к консольным выпускам досок из деревоплиты и кобылки установленной на выпуске. Габарит проезжей части равен 10м. Все элементы моста проектируются на временную нагрузку А11 и НК-80.



2. Описание проектируемого пролетного строения

Пролёты №2-3, 3-4, 4-5 перекрываются дощато-гвоздевым пролётным строением. Основным несущим элементом является дощато-гвоздевая ферма. В данном проекте применяются фермы с расчётной длиной 28 м, Lр=19,6м. Полная длина пролета 29,9м. Расчётная высота фермы равна 3,3м. В поперечном сечении пролётного строения устанавливается 7 ферм с расстоянием между несущими элементами 1,8м. Рабочая высота составляет 1/10 от расчетного пролета, h0=2,8м. Все фермы объединяются в жёсткий контур поперечными связями, роль которых играют брусья. Пиломатериал - древесина сосна с размерами по ГОСТ 24454-80*.

Ферма содержит две вертикальные стенки из слоев перекрёстных досок сечением 150х40мм. Нижний пояс фермы трехъярусный и верхний пояс фермы двухъярусный . Сечение поясов переменное: в середине пролета верхний пояс составлен из 6 досок, нижний - из 10 досок в опорном сечении поясов размещено по 4 доски, в зоне стыков поясных досок ставятся накладки. Основными соединительными элементами являются гвозди, нагели и стяжные болты, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 4028-63, ГОСТ 7798-70 соответственно.

Пояса со стенкой скреплены гвоздями d=5.5 мм, l=175 мм при помощи встречной двухсторонней забивки, в каждом пересечении досок раскосов поставлены гвозди, для стяжки накладок применены нагеля d=18 мм.

Стенка ферм укреплена через каждые 2 м ребрами жесткости. У опор ребра жесткости удвоены. Ребра жесткости скрепляются со стенкой болтами d=20 мм.



3. Расчет деревоплиты проезжей части

Основным конструктивным элементом проезжей части является деревоплита. В соответствии с расчётными предпосылками п. 6.20 и 6.21 СП 35.13330-2011* поперечная деревоплита может быть рассмотрена как разрезная балка на двух опорах с пролётом, равным расстоянию между осями ферм. При определении расчётного момента в середине пролёта невыгодным положением временной нагрузки будет положение колеса тележки AK или НК посередине пролёта. Конструктивная и расчётная схемы при нагрузке А11 приведены на рисунках, где учтено, что полосовая и колёсная нагрузки /2 и P/2 распределены слоем дорожной одежды средней толщины под углом 45 ° на участок деревоплиты a₁=a+2·. При этом доски, склеенные между собой, включены в совместную работу на ширине участка деревоплиты b₁=c+2·t_до+b/4. Здесь распределение сосредоточенного давления Р/2 принято под углом 45 ° до оси деревоплиты.

Рис. 1 Нагрузка колеса тележки на деревоплиту

Согласно пункту 10.21 деревоплита может быть рассмотрена как разрезная балка с пролетом, равным расстоянию между точками ее опирания на несущие элементы. Ширина такой балки считается равной ширине участка деревоплиты, включенной в работу. Рабочая ширина определяется по формуле:



где с - длина соприкосновения колеса с проезжей частью п. 6.12;

t_до - толщина дорожной одежды;

b - расстояние между несущими элементами;

с = 0.2 м; b=1.75 м; ; ;

;

3.1 Определение усилий от постоянной нагрузки.

Постоянная нагрузка , действующая на деревоплиту, складывается из веса слоёв дорожной одежды и её собственного веса. Она считается равномерно распределённой на длине расчётной балки (рис.2).



Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рис. 2 Определение усилий от постоянной нагрузки

где - интенсивность расчетной нагрузки от веса деревоплиты;

- интенсивность расчетной нагрузки от веса гидроизоляции;

- интенсивность расчетной нагрузки от веса асфальтобетона;

где - интенсивность погонной нормативной нагрузки от веса деревоплиты;

- коэффициент надежности постоянной нагрузки для деревоплиты (табл.6.4 п.6.10 );



где - объёмный вес древесины;

где - интенсивность погонной нормативной нагрузки от веса гидроизоляции;

- коэффициент надежности постоянной нагрузки для гидроизоляции (табл.6.4 п.6.10);

где - толщина гидроизоляции;

- объёмный вес гидроизоляции;

где - интенсивность погонной нормативной нагрузки от веса асфальтобетона;

- коэффициент надежности постоянной нагрузки для асфальтобетона (табл.6.4 п.6.10);



где - средняя толщина асфальтобетона;

- объёмный вес асфальтобетона;

Результаты вычислений сведем в таблицу 1.

Вид нагрузки
Деревоплита	0,803	1.2	0,965
Гидроизоляция	0.144	1.3	0.187
Асфальтобетонное покрытие	3.303	1.5	4.955
ИТОГО	4.247		6.107

Расчетный изгибающий момент в середине пролета от постоянной нагрузки:

Расчетная поперечная сила от постоянной нагрузки:



Рис. 3 Эпюры М и Q для постоянной нагрузки.

3.1.1 Определение усилий от временной нагрузки

Следуя строительным правилам, нормативную временную нагрузку для деревянных мостов на автомобильных дорогах принимаем в виде А11 и НК-80 (рис.4).



а)

б)

Рис. 4 Схемы временных нагрузок для расчета автодорожных мостов: а - А11; б - НК-80



При определении расчетного момента в середине пролета невыгодным положением временной нагрузки будет положение колеса тележки по середине пролета L, а для поперечной силы не посредственно над опорным сечением.

Автомобильно-колесная нагрузка А11(Рис.4 а):

Полосовая и колесная нагрузки распределены слоем асфальтобетоном средней толщины t_ср под углом 45 ? на участок деревоплиты b₁ и с.

Давление тележки на ось:

где К - класс устанавливаемой нагрузки (п.6.11).

В соответствии с п.6.11 для деревянных мостов К=11.

Интенсивность полосовой нагрузки:

Тяжелая одиночная нагрузка НК-80 (Рис.4 б):

Колесная нагрузка распределена слоем асфальтобетоном средней толщины t_ср под углом 45 ? на участок деревоплиты b₁^нк и с.



Давление тележки на ось:

Определение изгибающего момента от нагрузки А11 (АК).

Рис. 5 Расчетная схема к определению изгибающего момента от нагрузки АК

Площадь загружаемой части л.в. М_b/2

Изгибающий момент от нагрузки А11:



где - коэффициент надежности по нагрузке (табл. 6.10 п.6.23);

- динамический коэффициент (п.6.23.2.а);

Определение поперечной силы от нагрузки А11 (АК).

Рис. 6 Расчетная схема к определению поперечной силы от нагрузки АК



Площадь загружаемой части л.в. Q_оп:

Поперечная сила от нагрузки А11:

Определение изгибающего момента от нагрузки НК-80.

Рис. 7 Расчетная схема к определению изгибающего момента от нагрузки НК



Площадь загружаемой части л.в. М_b/2:

Изгибающий момент от нагрузки НК-80:

(табл. 6.10 п.6.23);

(п.6.23.2.а);

Определение поперечной силы от нагрузки НК-80.

Рис. 8 Расчетная схема к определению изгибающего момента от нагрузки НК



Площадь загружаемой части л.в. Q_оп:

Поперечная сила от нагрузки НК-80:

Результаты расчетов усилий сведем в табл.2 и определим полное расчетное усилие.

Усилие	Пост. нагруз.	АК	НК	Расчет. (экстр.)
М, кН*м	2.34	41.3	32.97	43.64
Q, кН	5.34	89.4	75.44	94.74

3.1.2 Проверка сечения деревоплиты на прочность при изгибе

Рис. 9

Условие прочности при изгибе:



где W - момент сопротивления;

R_db - расчетное сопротивление клееной древесины сосны (табл.10.2 п.10.2);

R_db=17.7 МПа;

г - коэффициент перехода для расчетных сопротивлений от древесины сосны к другой (табл.10.5 п.10.14);

г=1.0 (сосна);

m - коэффициент условия работы (табл.10.3 п.10.12); ;

m=1.0;

Условие прочности выполняется.

Запас прочности:



3.1.3 Проверка на скалывание по клеевому шву вдоль волокон

Рис.10

где S_отс - статический момент отсеченной части;

- момент инерции сечения относительно оси z;

- расчетное сопротивление древесины (сосны) на скалывание вдоль волокон (табл.10.2 п.10.12);

г=1.0;

m=1.0;



Рис. 11

где A_отс - площадь отсеченной части;

Проверка на скалывание по клеевому шву вдоль волокон выполняется.

Запас прочности:

3.1.4 Проверка на скалывание по клеевому шву поперек волокон.

Рис.12

где - расчетное сопротивление древесины (сосны) на скалывание поперек волокон по клеевым швам (табл.10.2 п.10.12);

=0.78 МПа;

г=1.0;

m=1.0;

b - расстояние между несущими элементами;

b=1.75 м;

h - расчетная высота деревоплиты;

h=0.12 м;

- максимальное скалывающие усилие от временной нагрузки.



где b₂ - ширина деревоплиты, где вероятно скалывание.

Проверка на скалывание поперек волокон деревоплиты по клеевым швам выполняется. Запас прочности:

3.2 Расчет пролетного строения

3.2.1 Определение постоянной нагрузки на расчетную ферму

Рис.13 Расчетная схема к определению постоянной нагрузки на расчетную ферму



Г=8 м - габарит моста;

B=10.4 м расстояние между перилами.

В ниже приведенных расчетах коэффициент надежности по нагрузке принимается по табл.6.4. п.6.10.

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки от веса асфальтобетонного покрытия:

;

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки от веса гидроизоляции:

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки от веса деревоплиты:

где - объёмный вес дерева;

=7 кН/м³;

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки от веса ограждения (колесоотбойных брусьев):



где S_отб - площадь одного колесоотбойного бруса;

S_отб=0.08 м²;

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки от веса тротуара:

где S_наст - площадь поперечного сечения настила тротуара;

где - толщина доски настила тротуара;

V_к - объем кобылки;

V_к=0.0138 м³ (в роли кобылки выступает брус 15х15);

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки от веса перильных ограждений:

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки от веса расчетной фермы:



где S_ф - площадь поперечного разреза фермы;

Рис.14 Поперечный разрез расчетной фермы

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки от веса поперечных связей:

Интенсивность равномерно-распределенной постоянной нагрузки на расчетную ферму:

где n - количество ферм; n=5;



3.2.2 Определение временной нагрузки на расчетную ферму

Определение коэффициента поперечной установки (КПУ).

КПУ учитывает какая доля временной нагрузки приходится на расчетный несущий элемент.

Для расчета пролетных строений имеющих жесткие поперечные связи между элементами может применяться метод внецентренного сжатия.

Рис. 15 Схема к определению КПУ

где n - количество расчетных ферм;

n=5;

Определение КПУ от нагрузки АК.

1-я схема загружения.

Предусматривает неблагоприятное размещение временной нагрузки (в которую не входят полосы безопасности) на проезжей части, числа полос нагрузки, не превышающей числа полос движения. п.6.12.

Ширина полос безопасности и количество полос движения принимается по прил. Г.

П=1.0 м;

Количество полос движения - 2.

Рис.16 Схема загружения нагрузкой АК

2-я схема загружения.

Предусматривает при незагруженных тротуарах невыгодное размещение на всей ширине ездового полотна (в которое входят полосы безопасности) двух полос нагрузки (на однополосных мостах - одной полосы нагрузки).



Рис. 17 Схема загружения нагрузкой АК.

Определение КПУ от нагрузки НК.

Рис. 18 Схема загружения нагрузкой НК



3.2.3 Определение внутренних усилий в дощато-гвоздевой ферме

Определение внутренних усилий от постоянной нагрузки.

Рис. 19 Расчетная схема к определению внутренних усилий от постоянной нагрузки



1-я схема загружения АК.

Рис. 20 Расчетная схема



где - интенсивность пешеходной нагрузки (п.6.21);

=2.0 кПа;

=1.2 (п.6.23);



2-я схема загружения АК.

Рис. 21 Расчетная схема



Схема нагружения нагрузкой НК.

Рис. 22 Схема нагружения нагрузкой НК



Определение экстремальных (расчетных) внутренних усилий.



Сечение	Пост. нагр.	АК 1-я сх.	АК 2-я сх.	НК	Экстр.(расчет)
	M	Q	M	Q	M	Q	M	Q	M	Q
1	0	155.6	0	187.9	0	256	0	166.2	0	411.6
2		77.78	474.8	129.5	646.4	179.3	410.1	120.6	1043.1	257.1
3	793.31	0	932.3	77.8	1267.1	109.8	820.2	75.1	2060,41	109.8

Рис. 23 Эпюры внутренних усилий

3.3 Конструирование дощато-гвоздевой фермы

3.3.1 Подбор и проверка нижнего пояса

Рис. 24 Расчетная схема к определению сечения нижнего пояса.



где N - максимальное продольное усилие в поясах;

Условие прочности для нижнего растянутого пояса (п.10.30. табл.10.8 [1]):

где - предварительная площадь сечения нижнего пояса с учетом ослабления (площадь нетто);

R_dt - расчетное сопротивление древесины сосны на растяжение (п.10.11. табл.10.1 [1]);

R_dt =11.8 МПа;

Из условия прочности:

где - предварительная площадь сечения нижнего пояса без учета ослабления (площадь брутто);

В соответствии с ГОСТом 24454-80* принимаем доски размером 250х60 мм.

Площадь одной доски:

где - количество досок в нижнем поясе;

Рис. 25 Конструкция нижнего пояса

Для крепления поясов к стенку выбираем гвозди в соответствии с ГОСТом 4028-63 строительные гвозди К6.0х200. На Рис. 25 показаны основные размеры и конструкция гвоздя используемого при креплении поясов к стенке.



Рис.26 Конструкция и размеры гвоздя

Рис.27 Схема гвоздевого забоя.

где - количество гвоздей в одном ряду;

d - диаметр гвоздя;

d=6 мм;



где - площадь ослабления сечения нижнего пояса гвоздями;

где - площадь сечения нижнего пояса с учетом ослабления (площадь нетто);

n_i - количество досок в 1 и 2 слое;

n₁=4;

n₂=4;

m - коэффициент условия работы;

m₁=1;

m₂=0.8;

Проверка нижнего пояса на прочность:

Проверка на прочность выполняется. Запас прочности:



3.3.2 Подбор и проверка верхнего пояса

Условие прочности для верхнего сжатого пояса (п.10.30. табл.10.8 [1]):

где R_ds - расчетное сопротивление древесины сосны на сжатие (п.10.11. табл.10.1 [1]);

R_ds=14.7 МПа;

Из условия прочности:

Из предварительного расчета сечения верхнего пояса конструкция пояса состоящая из 6 досок не удовлетворяет условию устойчивости приведенного ниже, поэтому принимаем сечение верхнего пояса состоящее из 8 досок.

При подборе сечения верхнего пояса допускается не учитывать ослабления сечения создаваемого гвоздями, поставленными без предварительно просверливания гнезд [5].



Рис.28 Конструкция верхнего пояса

Проверка верхнего пояса на прочность:

Проверка на прочность выполняется. Запас прочности:

Проверка верхнего пояса на устойчивость.

Условие прочности для верхнего сжатого пояса (п.10.30. табл.10.8 [1]):



где - коэффициент понижения несущей способности при проверке устойчивости центрально сжатых элементов (п.10.29. [1]);

где - расчетная (приведенная) гибкость (п.10.27. [1]);

где л - гибкость всего элемента;

л_a - гибкость ветви элемента (гибкость одной доски в сечении верхнего пояса);

- коэффициент приведенной гибкости (п.10.27. [1]);

где - коэффициент податливости соединений при сжатии с изгибом (п.10.27. табл.10.7 [1]);

b - полная ширина сечения элемента (ширина поперечного сечения пояса), см;

b=32.0 см;

а - размер поперечного сечения элемента в плоскости изгиба (высота пояса), см;

а=50.0 см;

n_f - число швов между ветвями элемента;

n_f=4;

n_q - число срезов связей в одном шве на 1 м элемента (кол-во гвоздей на 1м доски);

n_q=111 шт.;

l₀ - расчетная длина элемента (расстояние между ребрами жесткости), м;

l₀=1.7 м;

где i_z - радиус инерции элемента (пояса);

где I_z - момент инерции элемента (пояса) относительно вертикальной оси z;



где I_z0 - момент инерции одной доски пояса относительно вертикальной оси z;

где l_а - расстояние между рядами гвоздей;

l_а=0.18 м;

- радиус инерции одной доски;

Проверка верхнего пояса на устойчивость.



Проверка на устойчивость выполняется. Запас устойчивости:

3.3.3 Построение эпюры материалов

Рис.29 Эпюра продольных сил

N=1010.01 кН.

где - величина наибольшего усилия, воспринимаемого верхним, сжатым поясом;



где - величина наибольшего усилия, воспринимаемого нижним, растянутым поясом;

где - наибольшее продольное усилие воспринимаемое одной парой досок верхнего пояса;

- количество пар досок в верхнем поясе;

где - наибольшее продольное усилие воспринимаемое одной парой досок нижнего пояса;

- количество пар досок в нижнем поясе;

Минимальная несущая способность одного гвоздя на один срез принимается равной меньшему из всех значений следующих величин (п.10.17 [1]):

На смятие в толстых элементах:



где d_г - диаметр гвоздя, см;

t₁ - толщина стенки, см;

На смятие в тонких крайних элементах:

где t₂ - толщина доски пояса, см;

На изгиб гвоздя:

где t₃ - глубина забивки гвоздя в крайний элемент односрезного соединения без учета острия, см;

Расчетной минимальной несущей способностью одного гвоздя на один срез принимаем равной Т₃:

Длина заделки доски должна быть достаточна для размещения гвоздей необходимых для передачи не менее половины усилия на одну доску:



где n_ср - количество срезов гвоздя;

Рис. 30 Схема забоя гвоздей в заделке



Рис. 31 Эпюра материалов верхнего и нижнего поясов

3.3.4 Расчет стыков верхнего и нижнего поясов

Усилие в одной паре досок в зоне стыка.

где N_i - фактическое усилие в i-ом сечении, определяется по эпюре материалов;

n_д - кол-во досок в i-ом сечении;

Расчет усилий приведен ниже.

Определение количества соединений на длине полу накладки.

где - количество нагелей на длине полу накладке в i-ом стыке, округляется в большую сторону кратному количеству нагелей в ряду;

- минимальная несущая способность одного среза нагеля;

n_ср - количество срезов нагеля;



Рис.32 Схема расположения нагелей в стыковой накладке

Из схемы принимаем количество нагелей в ряду равным 3 шт.

сквозного нагеля в случае несимметричного соединения принимается равной меньшему из всех значений из следующих величин:

На смятие в средних элементах:

где d_н - диаметр нагеля, см;

d_н=2 см;

t₁ - толщина доски пояса, см;

На смятие в крайних элементах:

где t₂ - толщина накладки, см;

t₂= t₁

На изгиб нагеля:



Расчетной минимальной несущей способностью сквозного нагеля принимаем равной Т₁:

Для скрепления накладки с досками поясов часть нагелей заменяем болтами того же диаметра. Число болтов принимается равным не более 20% от количества нагелей и не менее 4.

Расчет количества соединений на длине полу накладки приведено ниже.

Подбор толщины накладки.

Условие прочности для накладок нижнего пояса:

где m - коэффициент условия работы;

m=0.8 в случае если накладка работает во 2-ом слое;

m=0.6 в случае если накладка работает во 3-ом слое;

- площадь ослабленного сечения накладки нижнего пояса;

В случае не удовлетворения накладки нижнего пояса условию прочности следует увеличить толщину накладки.

Условие прочности для накладок верхнего пояса:

где - площадь ослабленного сечения накладки верхнего пояса;

В случае не удовлетворения накладки верхнего пояса условию прочности следует увеличить толщину накладки.

Стык №1.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:



Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1680 мм.

Стык №2.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х3840 мм.

Стык №3.



где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х3600 мм.

Стык №4.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х2400 мм.

Стык №5.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х4080 мм.

Стык №6.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:



Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1920 мм.

Стык №7.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1680 мм.

Стык №8.



где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х2400 мм.

Стык №9.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1680 мм.

Стык №10.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1920 мм.

Стык №11.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:



Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1680 мм.

Стык №12.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1680 мм.

Стык №13.



где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1680 мм.

Стык №14.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х1680 мм.

Стык №15.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х2880 мм.

Стык №16.



где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х2880 мм.

Стык №17.

где - длина накладки;

Проверка условия прочности:

Проверка на прочность выполняется. Принимаем накладку размерами 250х60х3360 мм. Сведем основные параметры расчета накладок в таблицу 1.



3.3.5 Расчет прикрепления поясов к стенке

Для крепления поясов к стенке принимаем гвозди К6.0х200. Размещение гвоздей будем производить по участкам. С этой целью длину полу пролета разбиваем на участки.

Рис. 33 Эпюра сдвигающих усилий



где T_i - сдвигающая сила;

где - количество гвоздей в i зоне в n ярусе, округляем до кратного числу гвоздей в ряду ; n - количество ярусов в соответствующей зоне; L_i - длина соответствующей зоны; n_cр - количество срезов гвоздя; m - коэффициент условия работы гвоздя; m=0.8;

- минимальная несущая способность одного гвоздя на один срез;

Расчет прикрепления верхнего пояса к стенке.

Рис.34 Эпюра сдвигающих усилий в верхнем поясе



I зона.

II зона.

III зона.

IV зона.

V зона.

Расчет прикрепления нижнего пояса к стенке.



Рис. 35 Эпюра сдвигающих усилий в нижнем поясе

I зона.

II зона.

III зона.



IV зона.

3.3.6 Подбор и проверка раскосов стенки

Рис.36 Усилия, возникающие в раскосах

Для стенки принимаем доски сечением 150х40 мм

где k - количество раскосов попавших в вертикальный разрез;

D - усилие, воспринимаемое одним раскосом;

где с - ширина доски;

с=0.150 м;



Условие устойчивости:

где A_br - площадь поперечного сечения одной доски в раскосе;

где l_д - свободная длина доски;

Проверка на устойчивость.



Проверка на устойчивость выполняется. Запас устойчивости:

3.3.7 Расчет прикрепления опорных ребер жесткости

Рис. 37 К определению опорных ребер жесткости

В соответствии с ГОСТом 7798-70 выбираем болты диаметром d=20 мм.

Условие прочности на сжатие:

где A_nt - площадь сечения опорного ребра жесткости с учетом ослабления (площадь нетто);

R_ds - расчетное сопротивление древесины сосны на сжатие (п.10.11. табл.10.1 [1]);

Из Рис.37 следует, что минимальное сечение ребра жесткости составляет 170х100 мм. В соответствии с ГОСТом 24454-80 принимаем сечении равным 175х100 мм.

где A_br - площадь сечения опорного ребра жесткости без учета ослабления (площадь брутто);

А_осл - площадь ослабления сечения опорного ребра жесткости болтами;

Проверка опорного ребра жесткости на прочность:

Проверка на прочность выполняется. Запас прочности:

Проверка ребра жесткости из условия устойчивости стенки.

Условие устойчивости:



где - момент инерции двух ребер жесткости;

- рабочая высота фермы;

- коэффициент выбираемый из соотношения , где D - расчетная длина элемента (расстояние между ребрами жесткости) D=1.3 м;

=1.45;

Проверка условия устойчивости.

Условие устойчивости выполняется. Запас устойчивости:

Определение количества болтов для крепления ребра жесткости.



где m - коэффициент условий работы болта;

m=0.8;

Несущая способность болта принимается равной меньшему из всех значений из следующих величин (п.10.17. [1]):

На смятие в средних элементах:

где d_Б - диаметр гвоздя, см;

d_Б=2.0 см;

t₁ - толщина стенки, см;

- коэффициент, учитывающий то, что передаваемое болтом усилия направлено под углом 45? к волокнам древесины;

=0.77;

На смятие в крайних элементах:

где t₂ - ширина ребра жесткости, см;

t₂= 17.5 см;

На изгиб болта:

Расчетной минимальной несущей способностью болта принимаем равной Т₁:



В опорном сечении располагаем два ребра жесткости 175х100. На каждом ребре располагаем 23 болта.

Размещено на Аllbest.ru

...