Расчет и конструирование основной стойки каркаса

Для определения расчетных усилий в стойке рассматриваем двухшарнирную раму, являющуюся основной несущей конструкцией здания вертикальных и горизонтальных (ветровых) нагрузок (рис.10).

Х = ·Н·(q - q ) = ·8,2(144 - 108) = 55,35 кгс,

где q = w ·c ·γ ·B = 30·0,8·1,2·5 = 144 кгс/м;

q = w ·c ·γ ·B = 30·0,6·1,2·5 = 108 кгс/м;

c =0,8, c = 0,6 –аэродинамические коэффициенты.

Рис. 10. Расчетная схема рамы (а) и стойки (б)

М = q Н /2 + Н·Х = 144·8,2 /2 + 8,2·55,35 = 4387,41 кгс·м.

N = N +N = 2538,74 +10522,52 = 13061,26 кгс.

N - опорная реакция ригеля от веса покрытия; N - опорная реакция ригеля от снеговой нагрузки.

Стойку принимаем из двух брусьев сечением 200х200 мм с промежутком между ними 200 мм. По длине стержня поставлены 9 прокладок, соединенные с досками стойки болтами d = 12 мм.

Площадь сечения стойки

F = 2·20·20 = 800 см .

Момент инерции сечения относительно оси У, параллельной швам,

I = 346667 см .

Радиус инерции

r = 20,82 см.

Гибкость всего стержня без учета податливости соединений

λ = l / r = 1640/20,82 = 78,77,

где l = 2Н = 2·820 = 1640 см.

Расстояние между осями прокладок принято 80 см. В каждую прокладку поставлено по 4 болта. Болты расставлены в два ряда по 2 штуки в ряд. Расстояние между рядами принято s =10 см. Длина прокладки

l = 200 мм > s + 2·3d = 100 + 6· 12 = 172 мм.

Отношение

d/a = 1,2/20 = 1/16 <1/7,

где a = 20 см – толщина более тонкого из соединяемых элементов.

Коэффициент податливости соединений

k = = 0,14.

Число болтов, поставленных на 1 пог.м длины стойки

n = 2/0,8 = 2,5 шт.

Коэффициент приведения гибкости

μ = 1,22.

Приведенная гибкость стойки

λ = 96 = 100,

= = 12,1.

l = 80 – 10 = 70 см – расстояние между крайними рядами болтов, поставленных в соседние прокладки (свободная длина отдельной ветви).

Коэффициент продольного изгиба φ = 0,31.

Расчетное напряжение

σ = 118 кгс/см < 130 кгс/см .

Гибкость стойки относительно оси Х

= = 137,58 > 120. Увеличиваем ширину сечения ветвей до 250 мм.

= = 110,1 < 120. φ = 0,216.

σ = 121 кгс/см < 130 кгс/см .