мм, шириною 100 і 200 мм. З урахуванням острожки по 6 мм з кожного боку, розрахунковий переріз отримуємо 2100 х 400 мм.
Розрахункові площа поперечного перерізу і момент опору перерізу:
Wрасч = b Г— h2/6 = 40 Г— 2102/6 = 294000 cм3;
F розр = b Г— h = 40 Г— 210 = 8400 см2.
Розрахунок міцності стиснуто-ззгинальних полуарки
Розрахунок елемента на міцність виконуємо відповідно до вказівок п. 4.17 СНиП [2] за формулою
В
Визначаємо гнучкість згідно пп.4.4 і 6.25
О» = l0/r = l Г— Ој/= l Г— Ој/= L Г— Ој/(0,29 h) = 4530 Г— 1/(0,29 Г— 210) = 74,4. br/>
Fбр = Fрасч = 8400 см2 - площа брутто з максимальними розмірами перерізу елемента;
Коефіцієнт поздовжнього вигину
П† = 3000/О»2 = 3000/74, 42 = 0,54
Коефіцієнт, що враховує додатковий момент від поздовжньої сили при деформації осі елемента
Оѕ = 1 - N/(П† Г— Rс Г— Fбр) = 1 - 1147/(0,54 Г— 1,152 Г— 8400) = 0,78;
В
Згинальний момент від дії поперечних і поздовжніх навантажень
Mд = M/Оѕ = 1679/0,78 = 2153 кНм;
N/Fрасч + Mд/Wрасч = 1147/8400 + 2153 Г— 102/294000 = 0,14 + 0,73 = 0,87 <1,152 кН/м2,
тобто міцність перерізу забезпечена з запасом 25%.
Розрахунок на стійкість плоскої форми деформування
Розрахунок на стійкість плоскої форми деформування виробляємо відповідно до п. 4.18 [2] за формулою
N/(FбрП†Rс) + [Mд/(WбрП†мRі)] n ≤ 1
Показник ступеня n = +1, тому що елементи арки мають розкріплення розтягнутої зони з площини деформування lр = 1500 см,
Коефіцієнт П†М визначаємо з введенням в знаменник коефіцієнта mб згідно з п. 4.25 [3]:
П†М = 140 Г— b2 Г— kф/(lр Г— h Г— mб) = 140 Г— 402 Г— 1,13/(1500 Г— 210 Г— 0,8) = 1,0.
Згідно п. 4.14, до коефіцієнта П†М вводимо коефіцієнти Kжм і Kнм. З урахуванням підкріплення зовнішньої кромки при m> 4 Kжм = 1
Kнм = 0,142 Г— lр Г—/h + 1,76 Г— h Г—/lр + 1,4 Г— О±р = 0,142 Г— 1500/210 + 1,76 Г— 210/1500 + 1,4 Г— 0 = 1,26;
П†мKнм = 1,0 Г— 1,26 = 1,26
Коефіцієнт поздовжнього вигину П† з площини
П† = A/О»2y = 3000/[(lо/r] 2 = 3000 Г— 0,292 Г— 402/15002 = 0,18.
Згідно п. 4.18, до коефіцієнта П† вводимо коефіцієнт KнN:
KнN = 0,75 + 0,06 (lр/h) 2 + 0,6 О±рlр/h = 0,75 + 0,06 (1500/210) 2 = 3,06
П†KнN = 0,18 Г— 3,06 = 0,55.
N/(FбрП†Rс) + Mд/(WбрП†мRі) = 1147/(8400 Г— 0,55 Г— 1,152) + 2153 Г— 102/(294000 Г— 1,26 Г— 1,152) = 0,22 + 0,50 = 0,72 <1. p> Таким чином, умова стійкості виконано і розкріплення внутрішньої кромки в проміжку між п'ятою та гребеневим виконується через 15 м.
Перевірка перерізу арки на сколювання по клейовому шву
Перевірку перерізу арки на сколювання по клейовому шву виробляємо на максимальну поперечну силу Q = 208 кН за формулою Журавського
.
Статичний момент поперечного перерізу елемента відносно нейтральної осі
см3;
Момент інерції поперечного перерізу арки щодо нейтральної осі
см4;
В
Міцність перерізу забезпечена.
Розрахунок вузлів арки
Розглянемо опорний і коньковий вузли.
Опорний вузол
Розрахункова нормальне зусилля N = - 1147 кН, поперечне зусилля Q = + 208 кН. p> Опорний вузол вирішуємо у вигляді класичного плиткового шарніра. Матеріал шарніра - сталь марки С245 (Run = 37 кН/см2, Rуn = 24,5 кН/см2). Конструювання вузла починаємо з вибору діаметрів кріпильних болтів і призначення розмірів бічних пластин сталевого черевика з умови розміщення болтів.
Розрахункова опір зім'яту Rсм = Rс = Rи = 1,152 кН/см2;
Виробляємо перевірку торцевого упору арки на зминання.
Визначаємо товщину опорної пластини по необхідному моменту опору
Необхідна площа зминання в опорному вузлі під опорною пластиною
Fсм = N/Rсм = 1147/1, 152 = 995,7 см2,
де Rсм - розрахунковий опір зім'яту деревини.
Ширина пластини дорівнює 400 мм, тоді висота пластини
lпл = Fсм/bпл = 995,7/40 = 24,8 см; конструктивно приймаємо довжину пластини
lпл = 800 мм, Fсм = 40 Г— 80 = 3200 см2.
Напруга зминання
1147/3200 = 0,36 кН/см2 <1,152 кН/см2
Товщину пластини знаходимо приймаємо 40 мм.
Зварювання упорної пластини з бічними пластинами черевика виробляємо суцільним двостороннім швом товщиною 8 мм.
Товщину бічних пластинок сталевого башмака приймаємо 20 мм.
Висота плиткового шарніра призначаємо конструктивно 400 мм.
Розрахунок на зминання плиткового шарніра виробляємо за формулою
В
N = 280,1 кН - поздовжнє зусилля в опорному вузлі;
r = 160 мм - радіус заокруглення плиткового шарніра;
l = 290 мм - довжина плиткового шарніра;
Rcd = 0,025 ...