Пояс стойки работает и рассчитывается – Пособие к СНиП II-23-81* «Пособие по проектированию стальных конструкций опор воздушных линий (ВЛ) электропередачи и открытых распределительных устройств (ОРУ) подстанций напряжением свыше 1 кВ»

3.3 Средний узел нижнего пояса

Рис.26 Средний узел нижнего пояса

В среднем узле уголки нижнего пояса соединяются пластинками сечением 8х110мм. В центре пластины находится отверстие для узлового болта.

Площадь ослабленного сечения стыковой накладки:

Напряжение в стыковой накладке:

Прикрепление стойки к нижнему поясу

Усилие в стойке . Принята стойка из круглой стали диаметром 18 мм. Крепление стойки к узловому болту производится с помощью приваренных к ней концевых планок сечением 4х60мм.

Площадь концевых планок с учетом ослабления от узлового болта:

Напряжение в планках:

Длина сварного шва при =4мм:

Принимаем конструктивно .

Узловой болт при загружении фермы по всему пролету работает на изгиб от усилия в стойке и равнодействующей вертикальных составляющих усилий в раскосах, равных по величине усилию в стойке.

Плечо в этом случае:

Изгибающий момент в болте:

При загружении фермы временной загрузкой на половине пролета узловой болт работает на изгиб от горизонтальной составляющей усилия работающего раскоса, равной разности усилий в панелях нижнего пояса.

В этом случае плечо сил:

Узловая нагрузка от временной (снеговой) нагрузки:

Разность усилий:

Изгибающий момент в болте:

Необходимый момент сопротивления:

Требуемый диаметр болта:

Принимаем болт диаметром 30 мм.

3.4 Коньковый узел

В коньковом узле между концами панелей верхнего пояса установлен металлический вкладыш.

Рис.27 Коньковый узел

Смятие торца верхнего пояса:

Металлическую стену вкладыша рассчитываем на изгиб как консольную балку под действием напряжения смятия от упора торца верхнего пояса. Изгибающий момент консольной части стенки вкладыша шириной 10мм:

Момент в средней части:

Необходимый момент сопротивления:

Требуемая толщина стенки вкладыша:

Принимаем

Уголок-шайбу стойки рассчитываем на изгиб:

l – расстояние между ребрами вкладыша

Требуемый момент сопротивления:

Проверку прочности пластинок-наконечников на продольный изгиб производим у наиболее сжатого раскоса : , свободная длина пластинки-наконечника.

Гибкость:

;

Напряжение сжатия:

4. Конструирование и расчет клеедощатой стойки

Стойки жестко закреплены в фундаментах и шарнирно соединены с фермой, образуют поперечную раму каркаса здания.

Пролет производственного здания 12 м, высота колонн 5 м, несущие конструкции с шагом 5 м. Устойчивость конструкций обеспечивается постановкой скатных и вертикальных связей в покрытии и вертикальных продольных связей между стойками.

Статистический расчет

Статистический расчет стоек заключается в расчете один раз статически неопределимой системы.

Постоянные расчётные нагрузки:

- от веса покрытия qп = 0,619кПа

- от веса фермы qф= 0,157 кПа

- от веса стенового ограждения qст =0,56кПа

Временные нагрузки:

Снеговая нормативная Sо = 1,68 кПа

Снеговая расчетная Sсн = 2,4 кПа

Нормативная ветровая нагрузка определяется по формуле:

wml=w0*k*ce, где

w0=0,3 кПа – нормативное значение давления для II ветрового района;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

k=0,75 до высоты h=5 м ,k=0,8 до высоты h=6 м; k=0,85 до высоты h=7 м;

ce – аэродинамический коэффициент: ce1=+0,8; ce3=-0,5 [1].

Рис.28 Приложение ветровой нагрузки

Нормативная ветровая нагрузка до высоты 5 м:

а) давление wm1,5=0,3*0,75*0,8=0,18 кПа;

б) отсос wm2,5=0,3*0,75*0,5=0,11 кПа.

Нормативная ветровая нагрузка до высоты 6 м:

а) давление wm1,6=0,3*0,8*0,8=0,19 кПа;

б) отсос wm2,6=0,3×0,8*0,5=0,12 кПа.

Нормативная ветровая нагрузка до высоты 7 м:

а) давление wm1,7=0,3*0,85*0,8=0,204 кПа;

б) отсос wm2,7=0,3*0,85*0,5=0,128 кПа.

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке γf=1,4.

Расчетная ветровая нагрузка на раму от стены:

wm1=wm1,5f*B=0,18*1,4*5=1,26 кН/м – давление;

wm2=wm2,5f*B=0,11*1,4*5=0,77 кН/м – отсос.

Расчетная ветровая нагрузка на раму от покрытия(от участка стены выше верха стоек h0= 2м.) принимается в виде сосредоточенного горизонтального усилия, приложенного к верху стоек:

Постоянное расчетное давление на стойку от вышележащих конструкций:

Pп=(qп+qф)*l*B/2=(0,619+0,157)*12*5/2=23,28 кН.

Собственный вес стойки определим, задавшись предварительно размерами ее сечения: высота сечения h

к=(1/15)*5≈0,33м. Принимаем сечение стойки, состоящим из 11 досок толщиной 33 мм, тогда hк=33*11=363 мм. Ширину сечения колонны принимаем равной 185 мм (после фрезирования боковых поверхностей колонны, склеенной из досок шириной 200 мм).

Собственный вес стойки:

Pсв=b*h*H*γfдр=0,185*0,363*5*1,1*5=1,85 кН.

Расчетная нагрузка от стенового ограждения, распределенная по вертикали с учетом элементов крепления (15% от веса стенового ограждения):

qcт.р=qст*1,15*B=0,56*1,15*5,0=3,22 кН/м.

Эксцентриситет приложения нагрузки от стены qст на стойку принимаем равным полусумме высот сечений стойки и стены:

e=(hк+hст)/2=(0,363+0,204)/2=0,284 м.

Расчетная нагрузка от веса снега на покрытии:

Pсн=Sсн×B*l/2=2,4*5*12/2=72 кН.

Определяем усилия в стойках рамы, приняв следующие сочетания нагрузок: постоянная, снеговая и ветровая. Рама является один раз статически неопределимой системой, за неизвестное усилие принимается продольное усилие X:

X=-[(3/16)*(wm1-wm)*H+(W1-W2)/2]=

-[(3/16)*(1,26-0,77­)*5+(5,3763,332)/2]=-1,48 кН.

Внутренние усилия в сечениях стойки от верха (x=0,0 м) до заделки на опоре (x=H) определим по формулам:

Изгибающие моменты в левой и правой стойках

Mxлев=(W1+wm1*x/2+X)*x*ψf+qст*e×(x+h0)/8;

Mxпр=(W2+wm2*x/2-X)*x*ψf-qст.р*e*(x+h0)/8.

Поперечные силы:

Qxлев=(W1+wm1*x+X)*ψf+(9/8)*qст.р*e*(x+h0)/H;

Qxпр=(W2+wm2*x-X)*ψfb - (9/8)*qст.р*e*(x+h0)/H.

Нормальные силы:

Nxлев=Nxпр=Pп+Pснf+(Pсв/H+qст.р)*(x+h0),где

ψf=0,9 – коэффициент сочетаний, вводимый для кратковременных нагрузок при одновременном учете двух кратковременных нагрузок – снеговой и ветровой.

При х=0:

Mxлев=(5,376+1,26*0/2-1,48)*0*0,9+3,22*0,284*(0+2)/8=0,229 кН*м

Mxпр=(3,332+0,77*0/2+1,48)*0*0,9-3,22*0,284*(0+2)/8=-0,229 кН*м

Qxлев=( 5,376+1,26*0-1,48)*0,9+(9/8)*3,22*0,284*(0+2)/5=3,63 кН

Qxпр=( 3,332+0,77*0+1,48)*0,9-(9/8)*3,22*0,284*(0+2)/5=4,1 кН

Nxлев=Nxпр=23,28+72*0,9+(1,85/5+3,22)*(0+2)=95,26 кН

При х=1:

Mxлев=(5,376+1,26*1/2-1,48)*1*0,9+3,22*0,284*(1+2)/8=4,42 кН*м

Mxпр=(3,332+0,77*1/2+1,48)*1*0,9-3,22*0,284*(1+2)/8=4,33 кН*м

Qxлев=( 5,376+1,26*1-1,48)*0,9+(9/8)*3,22*0,284*(1+2)/5=5,26 кН

Qxпр=( 3,332+0,77*1+1,48)*0,9-(9/8)*3,22*0,284*(1+2)/5=4,4 кН

Nxлев=Nxпр=23,28+72*0,9+(1,85/5+3,22)*(1+2)=98,85 кН

При х=2:

Mxлев=(5,376+1,26*2/2-1,48)*2*0,9+3,22*0,284*(2+2)/8=9,74 кН*м

Mxпр=(3,332+0,77*2/2+1,48)*2*0,9-3,22*0,284*(2+2)/8=9,59 кН*м

Qxлев=( 5,376+1,26*2-1,48)*0,9+(9/8)*3,22×0,284*(2+2)/5=6,6 кН

Qxпр=( 3,332+0,77*2+1,48)*0,9-(9/8)*3,22*0,284*(2+2)/5=4,89 кН

Nxлев=Nxпр=23,28+72*0,9+(1,85/5+3,22)*(2+2)=102,44 кН

При х=3:

Mxлев=(5,376+1,26*3/2-1,48)*3×0,9+3,22*0,284*(3+2)/8=16,19 кН*м

Mxпр=(3,332+0,77*3/2+1,48)*3*0,9-3,22*0,284*(3+2)/8=15,54 кН*м

Qxлев=( 5,376+1,26*3-1,48)*0,9+(9/8)*3,22*0,284*(3+2)/5=7,94 кН

Qxпр=( 3,332+0,77*3+1,48)*0,9-(9/8)*3,22*0,284*(3+2)/5=5,38 кН

Nxлев=Nxпр=23,28+72*0,9+(1,85/5+3,22)*(3+2)=106,03 кН

При х=4:

Mxлев=(5,376+1,26*4/2-1,48)*4*0,9+3,22*0,284*(4+2)/8=23,78 кН*м

Mxпр=(3,332+0,77*4/2+1,48)*4*0,9-3,22*0,284*(4+2)/8=22,18 кН*м

Qxлев=( 5,376+1,26*4-1,48)*0,9+(9/8)*3,22*0,284*(4+2)/5=9,28 кН

Qxпр=( 3,332+0,77*4+1,48)*0,9-(9/8)*3,22*0,284*(4+2)/5=5,87 кН

Nxлев=Nxпр=23,28+72*0,9+(1,85/5+3,22)*(4+2)=109,62 кН

При х=5:

Mxлев=(5,376+1,26*5/2-1,48)*5*0,9+3,22*0,284*(5+2)/8=32,51 кН*м

Mxпр=(3,332+0,77*5/2+1,48)*5*0,9-3,22*0,284*(5+2)/8=29,52 кН*м

Qxлев=( 5,376+1,26*5-1,48)*0,9+(9/8)*3,22*0,284*(5+2)/5=10,62 кН

Qxпр=( 3,332+0,77*5+1,48)*0,9-(9/8)*3,22*0,284*(5+2)/5=6,36 кН

Nxлев=Nxпр=23,28+72*0,9+(1,85/5+3,22)*(5+2)=113,21 кН

Таблица 4. Внутренние усилия в стойках рамы

x, м

Nx, кН

Mxлев, кН*м

Mxпр, кН*м

Qxлев, кН

Qxпр, кН

0

95,26

0,229

-0,229

3,63

4,1

1

98,85

4,42

4,33

5,26

4,4

2

102,44

9,74

9,59

6,6

4,89

3

106,03

16,19

15,54

7,94

5,38

4

109,62

23,78

22,18

9,28

5,87

5

113,21

32,51

29,52

10,62

6,36

Рис.29 Эпюры усилий

Конструктивный расчет

В плоскости рамы стойка работает как защемленная на опоре вертикальная консоль в условиях сжатия с изгибом. Из плоскости рамы стойка представляет собой стержень с неподвижными шарнирами на концах.

Сечение стойки 185×363 мм, тогда площадь сечения:

F=0,185*0,363=6,72*10-2 м;

Момент сопротивления Wx=0,185*0,3632/6=4,06×10-3 м3;

Момент инерции сечения Ix=0,185*0,3633/12=7,37*10-4 м4; rx=0,289*hк=0,289*0,363=0,105м; ry=0,289*bк=0,289*0,185=0,0534 м.

В плоскости рамы расчет стойки производится как сжато-изгибаемого элемента. Определяем гибкость стойки в плоскости изгиба, считая, что в здании отсутствуют жесткие торцевые стены:

λx=l0x/(0,289*hк)=11/0,105=104,76 < [λ]=120,где

lox=2,2*H=2,2*5=11 м – расчетная длина стойки в плоскости изгиба.

По формуле 30 [1] вычисляем коэффициент:

ξ=1-N/(ϕ*Rc*Fбр), где ϕ=3000/λ2=3000/104,762=0,273;

Rc=15 МПа для древесины 2-го сорта.

Расчетное сопротивление умножаем на коэффициент условий работы mн=1,2, поскольку конструкцию мы рассчитываем с учетом воздействия ветровой нагрузки. Коэффициенты mб и mсл в нашем случае равны 1,0.

ξ=1-113,21*10-3/(0,273*15*1,2*6,72*10-2)=0,657.

Расчет стойки на прочность производится по формуле:

σ=N/Fрасч+Mд/Wрасч≤Rc, где

Mд=M/ξ=32,51/0,657=49,48 кНм.

σ=113,21*10-3/(6,72*10-2)+49,48*10-3/(4,06*10-3)=

= 13,87 МПа<Rc*mн=15*1,2=18 МПа.

Из плоскости рамы колонну рассчитываем как центрально-сжатый элемент. Расстояние между узлами вертикальных связей устанавливаем по предельной гибкости [λ]=120.

loy=[λ]*ry=120*0,0534=6,41 м > 5 м,следовательно, достаточно раскрепить стойку по её верху, тогда:

λoy=5/0,0534=93,63, ϕy=3000/λ2=3000/93,632=0,34.

σ=N/(Fрасчy)=113,21*10-3/(6,72*10-2*0,34)=

=4,95 МПа < Rc*mн=15*1,2=18 МПа.

Проверка устойчивости плоской формы деформирования производится по формуле:

N/(ϕ*Rc*F)+[Mд/(ϕм*Rн*Wбр)]2≤1, где ϕм=140*b2*kф/(lр*hк)=140*0,1852*2,54/(5*0,363)=6,6

lр=H=5 м – расстояние между точками закрепления стойки из плоскости изгиба;

kф=2,54 – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lр [1,табл. 2, прил.4].

113,21*10-3/(0,34*15*1,2*6,72*10-2)+[49,48*10-3/(6,6*15*1,2*4,06*10-3)]2=

=0,29 < 1.

Следовательно, устойчивость стойки обеспечена.

Узел защемления стойки

Рис.29 Узел крепления стойки

1. Определение требуемого момента сопротивления шва по формуле: Wxтр=Mд/(2*R), где R – расчетное сопротивление стали.

Wxтр=49,48*10-3/(2*240)=1,03*10-4 м3.

По ГОСТ 8240-72 выбираем швеллера с Wx>Wxтр с таким расчетом, чтобы выполнялось условие 2*Eстал*Ix/h0 ≥Eдр*Iст./H.

Расстояние между осями тяжей h0 назначаем из условия, чтобы h0 было не менее 0,1*H и не менее 2*h с округлением кратным 50 мм в большую сторону. Принимаем h0=0,8 м.

2Eстал*Ix/h0=2*2,05*105*823*10-8/0,8=4,22>Eдр*Iст./H=10000*7,37*10-4/5=1,47.

Принимается швеллер №16а.

2. Проверка сечения стойки на скалывания при изгибе по формуле:

τ=Qmax×Sбр/(Iбр×bрасч), где

Qmax – расчетная поперечная сила, определяемая из выражения:

Qmax=Mmax/h0-Q1/ξ, в котором

1 – поперечная сила в стойке на уровне верхних тяжей.

При x=5-0,8=4,2 м

Q1= Qxлев4,2=( 5,376+1,26*4,2-1,48)*0,9+(9/8)*3,22*0,3*(4,2+2)/5=9,55 кН.

Qmax=49,48/0,8-9,55/0,657=47,31 кН

Sбр=b*h2/8=0,185*0,3632/8=3,05*10-3 м3

τ=47,31*10-3*3,05*10-3/(7,37*10-4*0,185)=1,06 МПа < Rскmн=15*1,2=18 МПа.

3. Определение усилия, действующего в тяжах и сминающего поперек волокон древесину стойки под планками:

Nт=Nсм=Md/h0=49,48/0,8=61,85 кН.

4. Определение площади сечения одного стального тяжа в ослабленном сечении по формуле F=Nт/(2*R*m1*m2), где m1=0,8 – коэффициент, учитывающий влияние нарезки; m2=0,85 – коэффициент, учитывающий возможную неравномерность распределения усилий в двойных тяжах.

Fнт=61,85*10-3/(2*240*0,8*0,85)=1,89*10-4 м2

По сортаменту принимается диаметр тяжей 20 мм, Fнт=2,18210-4 м2

5. Определение ширины планок из условия hсм≥Nсм/(Rсм90*mн*b), где Rсм90=3 МПа, mн=1,4 [1, таблица 6].

hсм=61,85*10-3/(3*1,4*0,185)=0,0796 м.

Принимаем ширину планок равной 0,08 м.

6. Определение толщины планок δ из расчета их на изгиб как однопролетных свободно опертых балок, загруженных равномерно распределенной нагрузкой q с расчетным пролетом lпл равным расстоянию между осями тяжей lпл=b+dбр+2*δшв=0,185+0,02+2*0,005=0,215 м, где

dбр – диаметр тяжей; δшв – толщина стенки швеллера.

Опорные реакции A=Nт/2=61,85/2=30,925 кН.

Нагрузка q=2*A/lпл=61,85/0,215=287,67 кН/м.

Расчетный изгибающий момент:

Mрасч=q*lпл2/8=287,67*0,2152/8=1,66 кНм.

Толщина планок:

Принимаем планку толщиной δ=8 мм.

Пример расчета центрально-сжатой стальной стойки

Ehan , 27 сентября 2011 в 11:59

#1

расчитайте еще с учетом ветрового воздействия. изгибающий момент от ветра внесет свою лепту в расчет.

Alxo , 27 сентября 2011 в 22:32

#2

Расчет старательный, оформлен красиво, но:
1) а купить трубу 90х5 можно?
2) почему не взять 100х4 - стандарт так сказать строительный 🙂
3) Не учтены нагрузки от навески и ветер - моменты (внецентренное сжатие - сжато-изогнутый элемент) - может все сильно измениться.
4) верхняя консолька не расчитана.

Ивиджини , 28 сентября 2011 в 21:00

#3

Очень грамотно, жаль при расчете на устойчивость исключена ветровая нагрузка, в данном случае может повлиять на гибкость, но незначительно конечно

Вованелло , 28 сентября 2011 в 21:15

#4

Ну и где ж, собственно говоря, расчет внецентренно сжатой стойки, рассмотрен случай центрального сжатия.
И зачем тянуть расчет на устойчивость относительно "сильной" оси?

Yustas_od , 29 сентября 2011 в 22:25

#5

а можно сохранить в более ранней версии а то посмотреть нельзя

ЭЙФЕЛЬ , 05 октября 2011 в 19:44

#6

1) Данная стойка подлежала расчету без учета воздействия ветра и веса остекления. Подразумевалось, что эти нагрузки будет воспринимать алюминевая стойка витража и пере6давать ее на основание (монолитную плиту). Однако второй расчет выполнялся с учетом этих нагрузок (см. расчет внецентрено сжатой стойки (пример расчета)).
2) Принятый профиль был назначен по просьбе подрядной организации.
3) Для восприятия нагрузки, приходящей на верхнюю консольку, устраивается своя система.

Расчет элементов конструкций цельного сечения

Элементами деревянных конструкций называют доски, бруски, брусья и бревна цельного сечения с размерами, указанными в сортаментах пилёных и круглых материалов. Они могут являться самостоятельными конструкциями, например, балками или стойками, а также стержнями более сложных конструкций. Усилия в элементах определяют общими методами строительной механики. Проверка прочности и прогибов элемента заключается в определении напряжений в сечениях, которые не должны превышать расчетных сопротивлений древесины, а также его прогибов, которые не должны превосходить предельных, установленных нормами проектирования. Деревянные элементы рассчитывают в соответствии со СНиП II-25-80.

Растянутые элементы

На растяжение работают нижние пояса и отдельные раскосы ферм, затяжки арок и других сквозных конструкций. Растягивающее усилиеN действует вдоль оси элемента и во всех точках его поперечного сечения возникают растягивающие напряжения σ, которые с достаточной точностью считаются одинаковыми по величине.

Древесина на растяжение работает почти упруго и показывает высокую прочность. Разрушение происходит хрупко в виде почти мгновенного разрыва. Стандартные образцы при испытаниях на растяжение имеют вид «восьмерки».

Как видно из диаграммы растяжения древесины без пороков, зависимость деформаций от напряжений близка к линейной, а прочность достигает 100 МПа.

Однако прочность реальной древесины при растяжении, учитывая ее значительные колебания, большое влияние пороков и длительности нагружения значительно ниже: для неклееной древесины I сорта Rр=10 МПа, для клееной древесины влияние пороков уменьшается, поэтому Rр=12 МПа. Прочность растянутых элементов в тех местах, где есть ослабления снижается в результате концентрации напряжений у их краев, т.е. вводится коэффициент условия работы m0=0,8. Тогда получается расчетное сопротивление Rр=8 МПа. Проверочный расчет растянутых элементов производится по формуле:

σ, где

–площадь рассматриваемого поперечного сечения, причем ослабления, расположенные на участке длиной 20 см. считаются совмещенными в одном сечении. Для подбора сечений пользуются этой же формулой, но относительно искомой (требуемой) площади .

Сжатые элементы

На сжатие работают стойки, подкосы, верхние пояса и отдельные стержни ферм. В сечениях элемента от сжимающего усилияN, действующего вдоль его оси, возникают почти одинаковые по величине сжимающие напряжения σ (эпюра прямоуголная).

Стандартные образцы при испытании на сжатие имеют вид прямоугольной призмы с размерами, указанными на рис. 2.

Древесина работает на сжатие надежно, но не вполне упруго. Примерно до половины предела прочности рост деформаций происходит по закону близкому к линейному, и древесина работает почти упруго. При росте нагрузки увеличение деформаций все более опережает рост напряжений, указывая на упруго-пластический характер работы древесины.

Разрушение образцов без пороков происходит при напряжениях, достигающих 44 МПа, пластично, в результате потери устойчивости ряда волокон, о чем свидетельствует характерная складка. Пороки меньше снижают прочность древесины, чем при растяжении, поэтому расчетное сопротивление реальной древесины при сжатии выше и составляет для древесины 1 сорта Rс=14÷16 МПа, а для 2 и 3 сортов эта величина немного ниже.

Расчет на прочность сжатых элементов производится по формуле:

σ, где

Rс – расчетное сопротивление сжатию.

Аналогичным образом рассчитываются и сминаемые по всей поверхности элементы. Сжатые стержни, имеющие большую длину и не закрепленные в поперечном направлении должны быть, помимо расчета на прочность, рассчитаны на продольный изгиб. Явление продольного изгиба заключается в том, что гибкий центрально-сжатый прямой стержень теряет свою прямолинейную форму (теряет устойчивость) и начинает выпучиваться при напряжениях, значительно меньших предела прочности. Проверку сжатого элемента с учетом его устойчивости производят по формуле:

σ, где

–расчетная площадь поперечного сечения,

φ – коэффициент продольного изгиба.

принимается равной:

1. При отсутствии ослаблений =,

2. При ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослаблений не превышает 25% , =,

3. То же, если площадь ослаблений превышает 20% , =4/3,

  1. При симметричных ослаблениях, выходящих на кромки =,

При несимметричном ослаблении, выходящем на кромки, элементы рассчитывают как внецентренно сжатые.

Коэффициент продольного изгиба φ всегда меньше 1, учитывает влияние устойчивости на снижение несущей способности сжатого элемента в зависимости от его расчетной максимальной гибкости λ.

Гибкость элемента равна отношению расчетной длины l0 к радиусу инерции сечения элемента:

; .

Расчетную длину элемента l0 следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент μ0:

l0=l μ0, где

коэффициент μ0 принимается в зависимости от типа закрепления концов элемента:

- при шарнирно закрепленных концах μ0=1;

- при одном шарнирно закрепленном, а другом защемленном μ0=0,8;

- при одном защемленном, а другом свободном нагруженном конце μ0=2,2;

- при обоих защемленных концах μ0=0,65.

Гибкость сжатых элементов ограничивается с тем, чтобы они не получились недопустимо гибкими и недостаточно надежными. Отдельные элементы конструкций (отдельные стойки, пояса, опорные раскосы ферм и т.п.) должны иметь гибкость не более 120. Прочие сжатые элементы основных конструкций – не более 150, элементы связей – 200.

При гибкости более 70 (λ>70) сжатый элемент теряет устойчивость, когда напряжения сжатия в древесине еще невелики и она работает упруго.

Коэффициент продольного изгиба (или коэффициент устойчивости), равный отношению напряжения в момент потери устойчивости σкр к пределу прочности при сжатии Rпр, определяют по формуле Эйлера с учетом постоянного отношения модуля упругости древесины к пределу прочности:

, где

А=3000 – для древесины,

А=2500 – для фанеры.

При гибкостях, равных и меньших 70 (λ≤70) элемент теряет устойчивость, когда напряжения сжатия достигают упругопластической стадии и модуль упругости древесины понижается. Коэффициент продольного изгиба при этом определяют с учетом переменного модуля упругости по упрощенной теоретической формуле:

, где

=0,8 – коэффициент для древесины;

=1 – коэффициент для фанеры.

При подборе сечения используют формулу расчета на устойчивость, предварительно задаваясь величиной λ и φ.

Изгибаемые элементы

В изгибаемых элементах от нагрузок, действующих поперек продольной оси, возникают изгибающие моменты М и поперечные силы Q, определяемые методами строительной механики. Например, в однопролетной балке пролетом l от равномерно-распределенной нагрузки q возникают изгибающие моменты и поперечные силы .

От изгибающего момента в сечениях элемента возникают деформации и напряжения изгиба σ, которые состоят из сжатия в одной части сечения и растяжения в другой, в результате элемент изгибается.

Диаграмма как и для сжатия, примерно до половины, имеет линейное очертание, затем изгибается, показывая ускоренный рост прогибов.

=80 МПа – предел прочности чистой древесины на изгиб при кратковременных испытаниях. Разрушение образца начинается с появления складок в крайних сжатых волокнах и завершается разрывом крайних растянутых. Расчетное сопротивление изгибу по СНиП II-25-80 рекомендуется принимать таким же, как и при сжатии, т.е. для 1 сорта Rи=14 МПа – для элементов прямоугольного сечения высотой до 50 см. Брусья с размерами сечения 11 – 13 см. при высоте сечения 11 – 50 см. имеют меньше перерезанных волокон при распиловке, чем доски, поэтому их прочность повышается до Rи=15 МПа. Бревна шириной свыше13 см. при высоте сечения 13 – 50 см. совсем не имеют перерезанных волокон, поэтому Rи=16 МПа.

Нагрузка на стойку

При монтаже монолитных перекрытий огромную роль играет опорная стойка. В соответствии с параметрами возводимой конструкции выбирается и тип опоры, на которую будет установлен опалубочный стол. Наиболее распространёнными в настоящее время являются: стойки – домкраты (телескопические) и стойки объемные. Каждая из разновидностей имеет собственные характеристики и применяется на соответствующих объектах. В том числе:

  • стойка телескопическая с рабочей высотой 1,5-4,5 метра — актуальна в частном строительстве и при возведении перекрытий небольшой высоты в промышленных зданиях;
  • стойка объемная — предназначена для создания крупногабаритных опалубочных комплексов и работы с перекрытиями большой высоты и площади.
Нагрузка на стойку
Телескопическая стойка
Нагрузка на стойку
Объемная стойка

Нагрузка на стойку телескопическую

Максимально допустимая нагрузка на стойку-домкрат зависит от таких параметров как её высота и диаметр. Действующая нагрузка определяется объемом заливаемого бетона, площадью палубного стола (весом его компонентов) и погодными условиями (ветровая нагрузка). Несущая способность телескопических стоек различной высоты диаметра равна (высота (м)/ нагрузка (кг)):

  • 1,7-3,1/6991-1435;
  • 2-3,7/6670-1027;
  • 2,5-4,2/6132-860;
  • 2,8-4,5/4599-673.

Также, несущая способность опоры на основе телескопической стойки зависит от способа закрепления стойки. Это может быть:

  • жесткий тип закрепления, при котором стойка фиксируется к основе на лапу и треногу снизу, а располагаемая сверху стойки унивилка также фиксируется напрямую к оголовку стойки;
  • шарнирное закрепление – тип монтажа, при котором нижняя и верхняя часть стойки имеет переходной элемент, обеспечивающий подвижность конструкции;
  • комбинированный тип – в данном случае нижняя часть стойки фиксируется на основу по жесткому типу, а сверху присутствует шарнирный элемент.
Нагрузка на стойку

Способы закрепления стойки

Максимальный показатель несущей способности наблюдается у балок меньшего размера, закрепленных по жесткому типу. Соответственно, чем выше стойка, тем меньшей должна быть толщина перекрытия. Максимальная толщина перекрытия при эксплуатации опалубки на телескопических стойках, вне зависимости от высоты опорного элемента, равна 400 см.

Нагрузка на объемную стойку

В основе опалубочных систем на объемных стойках лежит принцип распределения нагрузок между элементами (стойка/ригель), соединенными в конструктивном узле. Тип крепления компонентов опалубки может быть различным: чашечный, клиновой, винтовой и т.п. В среднем показатель несущей способности узла опалубки на объемных стойках равен 2700 кг, что втрое выше, чем у стойки телескопической. Эксплуатация комплекса, построенного на объёмных стойках, возможна при работах на высоте до 20 метров и при толщине перекрытия до 800 см.

В целом несущая способность данного типа опалубки зависит от шага между стойками, который также влияет на такие показатели как: толщина перекрытия и способ подачи бетона. Чем меньше шаг между стойками, тем выше допустимая нагрузка и возможная толщина перекрытия. Так, если шаг стоек равен:

  • 1000*1000 см, то максимальная нагрузка равна 2400 кг, а допустимая толщина перекрытия – 900мм;
  • 2500*2500 см, то возможен монтаж перекрытия до 150 см при нагрузке не более 400 кг.
Нагрузка на стойку

Показатели нагрузки в зависимости от шага стойки

Стоит также отметить, что увеличение шага между объемными стойками позволяет сооружать конструкции больших площадей, тем самым, увеличивая скорость выполнения работы.

16.05.2019

About Author


admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о