Производственное здание в г. Калининграде
Контрольная работа - Строительство
Другие контрольные работы по предмету Строительство
;
От ветровой нагрузки приложенной к стойкам:
Хств = - (3/16)•Нст•(Рств - Рств 1) = - 0,441 кН
От стенового ограждения:
Хст02 = - (9/8)•(Мст02/Hст); где: Мст02 = - Рст02•l = -11,27•1,579 = -17,79 кН•м
Хст02 = - (9/8)•(17,79/8,4) = -2,38 кН
l = hст/2 + h02/2 + h1= 2/2 + 0,158/2 + 0= 1,579 м
Находим усилия в правой и левой стойках в уровне защемления в фундаменте.
Изгибающие моменты.
Левая стойка:
Мл = [(W - Xригв -Хств)•Нст+ Рств•Нст2/2]•k + Xст02•Hст - Мст02 (k=0,9)
Мл = [(1,59 - 0,2 -0,441)•8,4+ 1,05•8,42/2]•0,9 + 2,38•8,4 - 17,79 = 42,7 кН•м
Правая стойка:
Мпр = [(W1 - Xригв -Хств)•Нст+ Рств 1•Нст2/2]•k + Xст02•Hст - Мст02
Мпр = [(1,19 - 0,2 -0,441)•8,4+ 0,77•8,42/2]•0,9 + 2,38•8,4 - 17,79 = 26,38 кН•м
Поперечные силы.
Левая стойка:
Qл = (W - Xригв - Xств + Pств•Hст)•k + Xст02
Qл = (1,59 - 0,2 -0,441 + 1,05•8,4)•0,9 + 2,38 = 11,17 кН
Правая стойка:
Qпр = (W1 - Xригв - Xств + Pств 1•Hст)•k - Xст02
Qпр = (1,19 - 0,2 -0,441 + 0,77•8,4)•0,9 - 2,38 = 3,93 кН
Продольная сила.
На обоих стойках продольные силы одинаковы:
N = Nпр = Nл = Рст q+ Рст cв+ Рст02+ Рстсн•k=55 +36,22 +11,27 +86,4•0,9 =48,832 кН
Окончательно расчётные усилия принимаем в определённой части стойки по максимуму: Мл = 42,7 кН•м Qл =11,17 кН N=180,25 кН
4.Конструктивный расчёт стойки
Данный расчёт сводится к проверке прочности и устойчивости принятого сечения стойки как сжатоизгибаемого элемента.
Предварительно подбираем сечение стойки (hст; bст) исходя из конструктивных требований:
hcт = 1/9 l = 2,0 м; bст ? hcт/5 = 0,4 м
По сортаменту подбираем доски 225Ч50 мм
Учитывая ?д •nl = 50•40 = 2000 мм = 2,0 м
Геометрические характеристики сечения стойки.
Площадь сечения: F = hст•bст = 2•0,4 = 0,8 м2
Момент сопротивления относительно оси Х: Wx= ?ст•hст2/6 = 0,26 м3
Момент инерции сечения относительно оси Х: Jx=bст•hст3/12= 0,26 м4
Проверка прочности.
? = Nрас/F + Mрас/?•Wx ? Rc1
Rc1 = mб + mcn + Rc - расчётное сопротивление древесины сжатию
mб = 0,9 - коэффициент условий работы
mcn = 1,05 - коэффициент условий работы при bcл = 40
Rc1 = 0,9•1,05•15 = 14,17 МПа
? = 1 - Nрас/?•F• Rc1 - коэффициент учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента;
? - коэффициент продольного изгиба (зависит от ?) в плоскости изгиба;
?х = l0х/0,289•hсn =35,02
Так как ?х =35,02 < 70, то ? = 1 - ?(?х/100)2 = 1-0,9 (35,02/100)2 =0,8896
? = 1 - 180,25•103/0,8896 •0,8• 14,17•106 = 0,982
? = 180,25•103/0,8 + 42,7•103/0,982•0,26 = 0,17 МПа ? 14,17МПа
Стойкость и прочность обеспечены.
Проверка сечения стойки на устойчивость из плоскости изгиба (по оси Y).
? = Nрас/F•?у ? Rc1
Jy = v(Iy/F) = v(hст•bст3/12• hст•bст) = 0,289 bст
l0y = ?y•Hст = 8,4 м
?у = l0y/ Jy = l0y/0,289 bст=72,66 > 70
? = A/? = 3000/72,662 = 0,568
? =180,25•103/0,4•0,568 = 0,793 МПа ? 14,17 МПа
Устойчивость сечения стойки из плоскости изгиба обеспечена.
Проверка клеевого шва стойки на прочность.
? = Qрас•S/?•Jx•b ? Rск; Rccc=1,5 МПа; S = hст2•bст/8 = 0,2 м3
b = 0,6•bст = 0,24 м - расчётная ширина сечения
? = 11,27•103•0,2/0,982•0,26•0,24 = 0,036 МПа? 1,5МПа
Прочность клеевого шва стойки обеспечена.
В результате расчёта принята стойка с поперечным сечением 0,4Ч2,0 м, составленная из 35 слоёв.
5.Расчёт опорного узла
Так как пролёт рамы 18 м, узел жёсткого сопряжения стойки с фундаментом решается посредством установки на стойках стальных траверс для крепления анкерных болтов. Для этой цели поперечное сечение стойки в опорной части увеличивают путём наклейки с боковых её сторон по три доски. Для определения площади сечения анкерных болтов находим максимальные растягивающие усилия в опорной части стойки от действия постоянной и временной нагрузок.
Nрасon = (Рстq+ Рст02+ Рстсв) (n1/n) = (55+11,27+36,22) (1,1/1) = 112,75 кН
Мрасon= [(W - Xригв - Xств) Hст+ Рстсв(Нст2/2)+ Xст02•Hст•n1/n - Mст02•n1/n]•(1/?)
Мрасon=[(1,59 - 0,2 -0,441) 8,4+ 1,05 (8,42/2)+2,38•8,4•1,1/1 -17,79•1,1]•(1/0,982) = 83,62 кН•м
При этом максимальные напряжения на поверхности фундамента составляют
?maxmin = - (Nрасon/ hn•bст)(6 Мрасon/ hn2•bст), где:
hn = hст + 6?у - высота сечения стойки на опоре;
?min = - (112,74/ 2,15•0,4)+(6• 83,62/ 0,4•2,152) = - 0,511 МПа
?max = - (112,74/ 2,15•0,4) - (6• 83,62/ 0,4•2,152) = 0,249 МПа
Участки эпюры напряжений равны:
с = (?max/(?max+ ?min)) hn = (0,511/(0,511+0,249)) 2,15 = 1,45 м
а = hn/2 - c/3 = 2,15/2 - 1,45/3 = 0,59 м= hn - c/3 - S = 2,15 - 1,45/3 - 0,075 = 1,59 м = 3?y = 0,075 м
Из уравнения моментов относительно центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений находим усилия в анкерных болтах
z = (Мрасon - Nрасon•a)/y = (83,62 - 180,25•0,59)/1,59 = 14,29 кН
Отсюда площадь поперечного сечения болта будет равна:
Fб = z/(nб•Rpб) = 0,36 cм2, где:
nб - количество анкерных болтов с одной стороны стойки
Rpб - расчётное сопротивление анкерных болтов на растяжение (Rpб=20 кН/см2).
По таблицам для анкерных болтов, с учётом предельных усилий на растяжение N = 180,25 кН, находим диаметр анкерного болта dб = 16 мм (Fб=2,01 см2). Стальную траверсу для закрепления анкерных болтов рассчитывают как однопролётную балку пролётом lт =bст+dв=0,4+0,03 =0,43 м
Максимальный изгибающий момент Мmax = (z/4) (lт - bст/2) = 0,82 кН•м
Из условия размещения анкерных болтов определяем номер прокатного уголка траверсы 125Ч125Ч8. Jх = 294,36 см4; z0 = 3,36 см.
Проверяем траверсу на прочность:
?n = Mmax(bуг - z0)/Jx ? R, где:
bуг - ширина уголка;
R - расчётное сопротивление стоек уголка;
?n = 0,82•103(0,125 - 0,0336)/(294,36•10-8) = 25,47 МПа ? 350 МПа
Определяем прочность клеевого шва: ?n = z/(hшв - bрас) ? Rскср, где: