Разбиваем раму на точки в характерных сечениях.

Рис.4.2. Расчетная схема рамы с характерными точками.

 

Определяем координаты точек:

                                                                                                           

f=H+h=7+3=10м  

№ уз.	0	1	2	3	4	5	6	7	8
Х, м	0	0	0	2	4	6	8	10	12
У, м	0	3,5	7	7,5	8	8,5	9	9,5	10

 

 

  

 4.2. Расчет усилий от постоянной нагрузки.

 

Постоянно действующая нагрузка на раму q=6,858кН/м;

 

Реакции опор:

RA=RB=qпост*L/2=6,858*24/2=82,3kH

HA=HB=qпост*L /8*f=6,858*576/8*10=49,38kH

 

Изгибающие моменты соответствующих сечений:

     

Продольные усилия:

Где:

Аналогично  вычисляются  с изменением координаты х.

Поперечные усилия

     

Аналогично  вычисляются  с изменением координаты х.

 

Расчет усилий от снеговой нагрузки, действующей на весь пролет.

 

Снеговая нагрузка на раму q=21,12кН/м;

 

Реакции опор:

RA=RB=qсн*L/2 =21,12*24/2=253,44кН

HA=HB=qсн*L /8*f =21,12*24 /8*10=152,1кН

 

Изгибающие моменты.

 

          

 

 

Продольные усилия:

 

Поперечные усилия.

     

 

 

Расчет усилий от снеговой нагрузки, действующей слева пролета.

Реакции опор:

R’А=qсн*3L/8=190,1кН                             R’В=1/3 RА=63,36кН

H’А= (RА+ RВ)*L/ 8*f=76,04кН                 H’В=76,04кН

Изгибающие моменты.

     

  

Продольные усилия.

Поперечные усилия.

  

  

Расчет усилий от снеговой нагрузки, действующей справа пролета.

Изгибающие моменты:

     

  

Продольные усилия.

 

Поперечные усилия.

  

    

 

Расчет усилий от ветровой нагрузки, действующей на раму.

Рис.4.3. Расчетная схема рамы с характерными точками, для расчета ветровой нагрузки.

Аэродинамические коэффициенты находим по интерполяции из СНиП:

Се = +0,8            С1 = -0,5          С2 = 0,16     

При                       

С3 = -0,4.            При           

Расчетная ветровая нагрузка:

Слева:

в стойке - кН/м

в ригеле -  кН/м

 

Справа:

 

в стойке -  кН/м

в ригеле -  кН/м

 

Разбиваем ветровою нагрузку в ригеле на 2 составляющие, вертикальную и горизонтальную.

 

Слева:

        кН/м

        кН/м

Справа:

        кН/м

        кН/м

Реакции опор:

 

 

Определение усилий в характерных сечениях левой полурамы, при действии ветровой нагрузки.

Изгибающие моменты:

    

 

     

 

 

Продольные усилия.

   

   

   

   

   

Поперечные усилия.

     

   

   

   

   

  

 

 

         

Определение усилий в характерных сечениях правой полурамы, при действии ветровой нагрузки.

 

Изгибающие моменты:

 

Продольные усилия справа:

   

   

   

   

  

 

 

 

Поперечные усилия справа:

   

   

   

   

   

 

 

Данные расчетов заносим в таблицу. По полученным значениям составляем сочетания (1 и 2 комбинации).

1-я комбинация (основное сочетание) постоянная + снеговая: N 1соч = N пост+ N снег

2-я комбинация (особое сочетание) постоянная+90%(снеговой и ветровой)

N 2соч = N пост + 0,9(N снег + N ветр).

Таблица моментов М (кН*м)                                                              Табл. 4.1.

 

№ сеч.	постоян. нагр-ка	Снеговая			Ветровая		Сочетание
		Навесь пролет	слева	справа	слева	справа	1-я комб	2-я комб
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0   1   2   3   4   5   6   7   8	0     -     0   -79,98   -120,7   -49,37   -5,476   11   0	0     -      0   -626,2   -372    -152,37   -17,22     35,45   0	0     -     0   -618,5   -16,88   114,1   160,6     122,6   0	0     -     0   -126,72    152   494,3    836,4 1178,6   0	0   35,4     0   33,8   17,5   1,27   -15   31,3   0	0   -6,25     0   15,33   9,87   4,6   -0,42   -5,26   0	0     -     0   -706,2    -492,7   449   830,9   1159,6   0	0   35,4     0    -629,7   -482,8   99,64   746,9     1067   0

Tаблица моментов N (кН)                                                              Табл. 4.2.

 

№ сеч.	постоян. нагр-ка	Снеговая			Ветровая		Сочетание
		на весь пролет	слева	справа	слева	справа	1-я	2-я
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0   1   2   3   4   5   6   7   8	82,3   97,3     22,6   25,9   -28,08    -24,7   -21,44   -18,1   -14,81	253,4   289   72,2   -8016    -86,45   - -76,23   -66    -55,77   -45,33	190,1   81,08   19,62   22,58     48,3     38,35   27,9   -17,69   -7,46	63,36   44,42    50,3   50,3     -38,12   38,12   -38,12   -38,12   -38,12	8,45   -38,27   9,18   -9,38    5,72   5,61   5,48   5,36   5,24	5,33   18,38   9,41    16,62   15,2   15,62    16,12   16,62   17,1	335,74   386,3   72,9   76,2     -114,5    -100,9    -88,44   -73,87   -60,36	318    373,9   96,05   86,1   -100,7     -88,3   -75,9   -63,3   -51,1

Таблица моментов Q (кН)                                                              Табл. 4.3.

 

№ сеч.	постоян. нагр-ка	Снеговая			Ветровая		Сочетание
		на весь пролет	слева	справа	слева	справа	1-я	2-я
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0   1   2   3   4   5   6   7   8	49,38     -    -90,9   74,95   61,6   48,34    35,04   21,7   8,42	289,4   -    289,4   189,7   148,7   107,8     66,8   66,8     -25,86	16,552   -     -78,6   156,3    115,3   74,4    33,43   -7,54   -48,51	76,04   -     -201,6     -74,37     -74,57   -74,37     -74,37   -74,57     -74,37	13,1   -7,1   37,12   -9,78   9,15   8,51   7,88   7,24   -6,61	3,66   -0,1   -17,83   -15,21     -16,84   -18,48   -20,12   21,76   -23,4	338,8   -    380,33   264,6   210,3   156,14    101,8   88,5   -65,95	321,6   -7,1     203   236,8   153   153,02   102,3   88,3     -56,3

5. Подбор сечений рамы с внутренними подкосами:

Рис.5.1. Деревянная рама с внутренним подкосом.

Подбор сечения в подкосе.

 

По полученным значениям усилий в подкосе, от действия всех нагрузок, составляем соответствующее сочетание усилий: 1-я комбинация (основное сочетание); 2-я комбинация (особое сочетание).

 

 

Рассчитываем подкос как сжатый элемент:

Rp=13МПа; , 

тогда        

предварительно принимаем b=20см=0,2м         

так как 1-доска имеет толщину tдоски=4,3см тогда:

следовательно hпод=10*0,043=0,43м=43см

Рис.5.2. Схема сечения подкоса дощато-клееной рамы (1-1).

 

 

м

следовательно вычисляем:

Условие удовлетворяется.

5.2. Подбор сечения стойки:

      

Так как по 2й комбинации усилия в элементе значительней и присутствует изгибающий момент, то расчет стойки производим как растянуто-изгибаемого элемента:

 

      

Предварительно рассчитываем:   

Так как tдоски=4,3см

       

Рис.5.3. Схема сечения стойки дощато-клееной рамы (2-2).

                             

Условие удовлетворяет требованиям.

Подбор сечения ригеля (сеч. 3-3 на рис 5.2.)

 

 М_max=1189,6 кН·м;    N_max=114,5 кН

принимаем в=120см, h_п=39,6см, в=30см, t_ст=20мм,

Тогда в_п=39,6см (рис 5.5)                                                    сеч.3-3                                                                           

Рассчитываем коробчатое сечение ригеля:

 

 

Моменты инерции:

Моменты сопротивления

 

 

Проверка

                 

 Рис 5.5. Схема коробчатого сечения ригеля

Расчет узлов рамы.

6.1. Опорный узел:

Рис. схема опорного узла рамы.

 

Максимальные усилия в опорной части рамы, полученные по сочетанию:

N1=318

Подкос проверяем на смятие в опоре:

    где:   подставляя

Подкос крепим к стойке при помощи конструктивного болта Ø12.

Стойку в данном случае рационально крепить

 арматурными стержнями Ø48А-IIIанкеруемыми в бетонную опору.

 

-длина анкеровки  

Несущая способность одного стержня:       где:

       Rотр=2,1МПа – отрыв с древесины

Подставляя значения:

 

Количество болтов определяем по формуле:

  2 стержня Ø 48

Карнизный узел.

Рис.11 Схема крепления карнизног узла: а) крепления стойки с ригелем, б) крепление подкоса с ригелем, в) схема крепления подкоса.

Крепление стойки в карнизном узле такое же как и в опорном.

Стык подкоса с ригелем проверяем на смятие: ;

где

      

Сминающее усилие:

 

Подставляя значения мы получаем:

 

Следовательно сечение подкоса не увеличиваем.

 

 

Коньковый узел.

Рис.12. Схема крепления конькового узла

Усилия в коньке из полученных сочетаний таблиц:

 

N8=51,1 kH  Q8=56,3kH

Проверяем на смятие:                      

Для     

     

Поперечное усилие в коньке:         

Значения усилий в болтах: ; .

    для  и диаметре болта

 

      

      

  Определим количество болтов:

    

            болта Ø48 мм

 

7.Устройство горизонтальных и вертикальных связей.

 

Для повышения пространственной жесткости конструкций в зданиях и сооружениях больших пролётов принято устраивать горизонтальные и вертикальные связи жесткости.

В качестве связей жёсткости могут выступать неравнополочные и равнополочные уголки, швеллеры, полосовая сталь и т. подобное.

Связи бывают скатные (наклонные), вертикальные и горизонтальные.

В зданиях, каркас которых выполнен из деревянных конструкций применяют в основном два вида связей: а) связевые фермы, располагаемые вертикально, наклонно и горизонтально, поперёк здания по наружному контуру несущих конструкций; в сочетании со связевыми фермами применяют продольные связи в виде элементов ограждающих конструкций (прогоны, настилы, панели);

б) продольные (вертикальные или наклонные) связи, плоскость которых располагается перпендикулярно плоскости несущих конструкций; эти связи закрепляют нижние пояса несущих конструкций.

В моём случае в качестве вертикальных связей приняты равнополочные уголки, а

в качестве наклонных – неравнополочные уголки. Скатные и вертикальные связи создают, таким образом, так называемый блок, который воспринимает нагрузки, направленные перпендикулярно плоскости основных несущих конструкций.

Расчёт связей выполняют от действия горизонтальных нагрузок, которые складываются из внешних горизонтальных нагрузок (ветра, тормозных усилий кранов и т.п.).

 

 

          8. Защита деревянных конструкций от гниения.

 

Клееные деревянные конструкции в зависимости от назначения должны быть защищены от увлажнения и биоповреждения.

Элементы несущих конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности окружающей среды 75% и более, должны подвергаться влагозащитной обработке различными лаками: ПФ-115, ПФ-113 и т. п.

Если влажность окружающей среды в период эксплуатации не превышает 75%, то защищаемые элементы могут быть обработаны ПФ-170. Торцы и места соприкосновения деревянных несущих конструкций с грунтом или конструкциями из других материалов и между собой обрабатываются антисептическими пастами

Марок: 100, 150, 200, 300... или эпоксидной шпаклёвкой ЭП-00-10 согласно ГОСТ

10277-62.

Детали каркаса плиты и панелей, а так же поверхности обшивок обращённые внутрь плит и панелей, подвергаются только поверхностной обработке указанными выше составами.

Кроме того для защиты деталей каркаса можно применять фосфорно- кислый алюминий с добавкой (70-75кг/м) фтористого натрия при условии пропитки деталей в ваннах с предварительным подогревом.