Расчет рам из прямолинейных элементов с нагельным соединением в карнизном узле

Расчет карнизного узла рам начинают с определения наибольшего диаметра наружной и внутренней окружностей, исходя из требований к расстановке болтов в соединениях (п. 5.18, СНиП ІІ-25-80) при принятом диаметре болтов d:

d_н=h_кар-2×3,5d

d_в=h_кар-(2×3,5d+2×7d).

Возможное количество болтов в окружностях:

n_δ^н=πd_н/7d

n_δ^в =πd_в/7d.

Усиление на один болт:

- от действующего момента М_g в карнизном узле:

P₁=M_g/( n_δ^нd_н+ n_δ^вd_в²/d_н);

- от продольных и поперечных сил

где n_δ= n_δ^н+ n_δ^в- общее количество болтов.

Суммарное усиление на 1 болт P₀=P₁+P₂.

Минимальную несущую способность одного болта на один срез определяют исходя из трех условий:

- смятия в среднем элементе (ригеле)

Т_см.с=0,5сdk_α кН;

- смятия в крайнем элементе (стойке)

Т_см.α=0,8αdk_α, кН;

- изгиба нагеля

где с, а - толщины соответственно ригеля и ветвей стоек;

к_α- коэффициент, учитывающий угол действия усилия передаваемого болтом по отношению к волокнам:

α=90^о-α₁,

α₁- угол наклона ригеля рамы к горизонтали.

Несущая способность карнизного узла обеспечена, если P₀≤Т_мин.

Расчет рам из прямолинейных ригелей, стоек и подкосов, упирающихся в фундамент

Проверку прочности рам осуществляют в сечениях, нормальных к оси у конца подкоса или между подкосом и стойкой, если на этом участке применено меньшее, чем у конца подкоса сечение, по формуле:

где m_δ- коэффициент, учитывающий высоту сечения клееного пакета, табл. 7, СНиП ІІ-25-80.

В случае необходимости по этой формуле осуществляют проверку прочности прямолинейных участков всех типов рам. Такую проверку должны проводиться в сечении с максимальным моментом в ригеле рам схемы 1 при изменении высоты ригеля в виде уступа. В остальных рамах такая проверка в сечениях ригеля и стойки не обязательна, если выполнены конструктивные требования в отношении высот в коньке и пяте стойки, а в рамах схемы 5- между верхом стойки и подкоса по формуле:

где Q- поперечная сила в расчетном сечении, в- ширина поперечного сечения, h- высота поперечного сечения.

Расчет рам на устойчивость плоской формы деформирования

Учитывая, что раскрепление рам элементами кровельного покрытия осуществляется по наружной (растянутой) кромке, а число подкрепленных из плоскости изгиба точек растянутой кромки m>4, то проверку устойчивости плоской формы деформирования производят по формуле

где φ_у¹- коэффициент продольного изгиба из плоскости деформирования для участка элемента длиной, равной расстоянию между точками раскрепления ℓ_р.

При наличии раскреплений из плоскости деформирования со стороны растянутой от изгибающего момента кромки:

где λ_у= ℓ_р/0,289в- гибкость из плоскости изгиба;

h- максимальная высота рамы на участке ℓ_р;

где ℓ_р- расстояние между опорными сечениями элемента, а при закреплении сжатой кромки элемента в промежуточных точках- расстояние между этими точками.

k_ф- коэффициент, зависящий от формы эпюр изгибающих моментов на участке ℓ_р, (табл. 2, приложение 4, СНиП ІІ-25-80).

Расчетную длину рамы на устойчивость из плоскости изгиба определяют от пятого шарнира до точки в ригеле (исключая коньковый шарнир), где момент от равномерно распределенной постоянной и снеговой нагрузок равен 0. Координаты «нулевой» точки определяют из следующих уравнений:

При закреплении же между этими точками дополнительно сжатой кромки элемента ℓ_р- расстояние между этими точками.