Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение Б
(рекомендуемое)
Расчет
растянуто-изгибаемой алюминиевой вертикальной направляющей, несущего и опорного кронштейнов
Б.1 Исходные данные
Расчет проводят для железобетонного здания, прямоугольного в плане, размером 20 x 60 м, высотой 30 м, расположенного в Московской области, в зоне малоэтажной (ниже 10 м) застройки, для верхнего участка НФС, расположенного вне угловой зоны. Направление ветра перпендикулярно к большей стороне здания. Уровень ответственности здания - нормальный. Длина рассчитываемой направляющей составляет 3,6 м с опиранием по трехпролетной схеме, шаг направляющих - 0,606 м. Верхний кронштейн - несущий, остальные - опорные. Направляющая загружена симметрично. Направляющая и кронштейн выполнены из алюминиевого сплава А6060 Т66 по ГОСТ 22233 и соединены между собой двумя болтами М8, узел соединения - шарнирный.
Облицовка выполнена из керамогранитных плит толщиной 10 мм, размером 600 х 1200 мм, установленных вертикально.
Коэффициент условий работы = 1.
Б.2 Определение нагрузки от собственного веса
Нормативные нагрузки от собственного веса элементов НФС определяют по технической документации производителей.
Определяют расчетные нагрузки:
- от веса керамогранита (объемный вес 2500 кг/м3, толщина плиты - 10 мм):
(0,270 кПа);
- от веса направляющей (вес профиля - 0,7 кгс/м):
(0,012 кПа).
Суммарная равномерно распределенная постоянная нагрузка qсв составит:
qсв = qгр + qнапр = 27,5 + 1,2 = 28,7 кгс/м2 (0,281 кПа).
Б.3 Определение ветровой нагрузки
Б.3.1 Для объектов, не являющихся зданиями повышенного уровня ответственности (см. 7.8 настоящего стандарта), расчет элементов НФС проводят на пиковые ветровые нагрузки.
Б.3.2 Определяют эквивалентную высоту здания по пункту 11.1.5 СП 20.13330.2016:
h = 30 м < d = 60 м ze = h = 30 м.
Для ze = 30 м определяют линейной интерполяцией коэффициент k по таблице 11.2 СП 20.13330.2016 (для типа местности А согласно пункту 11.1.6 СП 20.13330.2016), k = 1,375.
Б.3.3 Нормативные значения пиковой ветровой нагрузки определяют по формуле (11.10) СП 20.13330
.
Площадь сбора ветровой нагрузки для рассматриваемой направляющей составляет м2. Для каждого из кронштейнов эта площадь составит м2.
Согласно таблице 11.8 СП 20.13330.2016 коэффициент v составит:
- для направляющей: v+ = 0,98, v- = 0,99;
- для кронштейна: v+ = 1, v- = 1.
Пиковые значения аэродинамических коэффициентов сp,+(-) определяют по пункту В.1.17 приложения В СП 20.13330.2016. Для зоны В по рисунку В.24, ср+ = 1,2 и cp- = -1,2.
Б.3.4 Нормативные значения пиковой ветровой нагрузки составят:
- для направляющей:
(0,614 кПа);
(- 0,620 кПа);
- для кронштейна:
(0,620 кПа);
(- 0,620 кПа).
Б.3.5 Определяют расчетную ветровую нагрузку для элементов навесного фасада с учетом коэффициента надежности по нагрузке = 1,4 по пункту 11.1.12 СП 20.13330.2016 и коэффициента надежности по назначению = 1,0 (устанавливается в задании на проектирование):
- для направляющей:
w+ = = 87,6 кгс/м2 (0,859 кПа);
w_ = = -88,5 кгс/м2 (- 0,868 кПа);
- для кронштейна:
w+ = = 89,9 кгс/м2 (0,882 кПа);
w_ = = -89,9 кгс/м2 (- 0,882 кПа).
В запас принимают ветровую нагрузку на направляющую и кронштейн, равную 89,9 кгс/м2 ( 0,882 кПа).
Б.4 Определение гололедной нагрузки
Значение гололедной нагрузки i' при отсутствии фактических данных для места строительства вычисляют по формуле (12.2) пункта 12.2 СП 20.13330.2016.
,
где b = 5 мм по таблице 12.1 СП 20.13330.2016;
k = 1,4 по таблице 12.3 СП 20.13330.2016;
= 0,9 г/см3 плотность льда;
.
Расчетное значение гололедной нагрузки qгол вычисляют по формуле
(0,067 кПа),
где = 1,8 принят по пункту 12.5 СП 20.13330.2016.
Б.5 Определение усилий в направляющей
Рассматривают четыре сочетания нагрузок, первое из которых включает нагрузки от собственного веса, веса гололеда, а также пиковую ветровую нагрузку с положительным значением, сниженную по требованиям СП 20.13330:
а) Первое сочетание
qверт = qсв + qгол = 28,7 + 6,8 = 35,5 кг/см2 (0,348 кПа);
погонная нагрузка на направляющую: = 21,5 кгс/м (0,211 кН/м);
(0,528 кПа);
погонная нагрузка на направляющую: = 32,7 кгс/м (0,321 кН/м).
Момент в направляющей от горизонтальной нагрузки.
Наиболее нагруженным является сечение на опоре во втором узле сверху, так как здесь действует максимальный момент М в сочетании с продольной силой N и поперечной силой Q.
(0,046 ).
Соответствующее растягивающее усилие на опоре от собственного веса направляющей и облицовки имеет значение:
N = 21,5 м = 51,6 кгс (0,506 кН).
Соответствующая поперечная сила на опоре от ветрового напора имеет значение:
(0,192 кН).
б) Второе сочетание
Второе сочетание включает нагрузки от собственного веса, веса гололеда и пиковую ветровую нагрузку с отрицательным значением, сниженную по указаниям СП 20.13330.
qверт = qcв + qгол = 28,7 + 6,8 = 35,5 кгс/м2 (0,348 кПа);
погонная нагрузка на направляющую: = 21,5 кгс/м (0,211 кН/м);
(- 0,529 кПа);
погонная нагрузка на направляющую: = -32,7 кгс/м (- 0,321 кН/м).
Момент в направляющей от горизонтальной нагрузки.
Наиболее нагруженным является сечение на опоре во втором узле сверху, так как здесь действует максимальный момент М в сочетании с продольной силой N и поперечной силой Q.
(- 0,046 ).
Соответствующее растягивающее усилие на опоре от собственного веса направляющей и облицовки имеет значение:
N = 21,5 м = 51,6 кгс (0,506 кН).
Соответствующая поперечная сила на опоре от ветрового напора имеет значение:
(- 0,192 кН).
в) Третье сочетание
Третье сочетание включает нагрузки от собственного веса и полную величину пиковой ветровой нагрузки с положительным значением.
qверт = qсв = 28,7 кгс/м2 (0,281 кПа);
погонная нагрузка на направляющую: = 17,4 кгс/м (0,171 кН/м);
qгор = w = + 89,9 кгс/м2 (0,882 кПа);
погонная нагрузка на направляющую: = 54,5 кгс/м (0,534 кН/м).
Момент в направляющей от горизонтальной нагрузки.
Наиболее нагруженным является сечение на опоре во втором узле сверху, так как здесь действует максимальный момент М в сочетании с продольной силой N и поперечной силой Q.
(0,076 ).
Соответствующее растягивающее усилие на опоре от собственного веса направляющей и облицовки имеет значение:
N = 17,4 м = 41,8 кгс (0,410 кН).
Соответствующая поперечная сила на опоре от ветрового напора имеет значение:
(0,321 кН).
г) Четвертое сочетание
Четвертое сочетание включает нагрузки от собственного веса и полную величину пиковой ветровой нагрузки с отрицательным значением:
qверт = qcв = 28,7 кгс/м2 (0,281 кПа);
погонная нагрузка на направляющую: = 17,4 кгс/м (0,171 кН/м);
qгор = w = - 89,9 кгс/м2 (- 0,882 кПа);
погонная нагрузка на направляющую: = - 54,5 кгс/м (- 0,534 кН/м).
Момент в направляющей от горизонтальной нагрузки.
Наиболее нагруженным является сечение на опоре во втором узле сверху, так как здесь действует максимальный момент М в сочетании с продольной силой N и поперечной силой Q.
(- 0,076 ).
Соответствующее растягивающее усилие на опоре от собственного веса направляющей и облицовки имеет значение:
N = 17,4 м = 41,8 кгс (0,410 кН).
Соответствующая поперечная сила на опоре от ветрового напора имеет значение:
(- 0,321 кН).
Б.6 Расчет направляющей
Б.6.1 Определяют расчетное сопротивление сплава А6060 Т66. В соответствии с таблицей 9 ГОСТ 22233-2018 для элементов с толщиной до 3 мм включительно:
Ry = 160/1,1 = 145,5 МПа = 1484 кгс/см2;
Ru = = 134,8 МПа = 1374,6 кгс/см2,
принимают R = 1370 кгс/см2 в соответствии с СП 128.13330.
Rs = 0,6R = = 822 кгс/см2 (80,6 МПа),
принимают Rs = 820 кгс/см2 (80,4 МПа).
Б.6.2 Сечение направляющей и его характеристики
В расчете принято тавровое, условно-упрощенное сечение.
А = 2,50 см2; Ix = 14,924 см4; Iy = 5,247 см4;
ix = 2,44 см; iy = 1,45 см;
Wх,max = 7,95 см3; Wx,min = 2,52 см3; Wy,max = Wy,min = 1,54 см3.
Рисунок Б.1 - Расчетное сечение направляющей
а) Первое сочетание на опоре:
М = - 4,7 (- 0,046 );
N = 51,6 кгс (0,506 кН);
Q = 19,6 кгс (0,192 кН).
Проверка прочности сечения направляющей
Нормальное напряжение в полке тавра:
(- 3,78 МПа);
- 38,5 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Нормальное напряжение в стенке тавра:
(20,3 МПа);
207,1 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Максимальное касательное напряжение в стенке тавра наблюдается на уровне центра тяжести сечения:
(2,26 МПа);
23,0 кгс/см2 < = 820 кгс/см2 (80,4 МПа); = 0,
здесь S - статический момент отсеченной части сечения:
S = = 2,628 см3.
Прочность сечения направляющей обеспечена.
б) Второе сочетание на опоре:
М= 4,7 (0,046 );
N = 51,6 кгс (0,506 кН);
Q = 19,6 кгс (0,192 кН).
Нормальное напряжение в полке тавра:
(7,83 МПа);
79,8 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Нормальное напряжение в стенке тавра:
(- 16,3 МПа);
- 165,9 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Максимальное касательное напряжение в стенке тавра наблюдается на уровне центра тяжести сечения:
(2,26 МПа);
23,0 кгс/см2 < = 820 кг/см2 (80,4 МПа); = 0.
Прочность сечения направляющей обеспечена.
в) Третье сочетание на опоре:
М = - 7,8 (- 0,076 );
N = 41,8 кгс (0,410 кН);
Q = 32,7 кгс (0,321 кН).
Нормальное напряжение в полке тавра:
(- 7,98 МПа);
- 81,4 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Нормальное напряжение в стенке тавра:
(31,99 МПа);
326,2 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Максимальное касательное напряжение в стенке тавра наблюдается на уровне центра тяжести сечения:
(3,77 МПа);
38,4 кгс/см2 < = 820 кг/см2 (80,4 МПа); = 0.
Прочность сечения направляющей обеспечена.
г) Четвертое сочетание на опоре:
М = 7,8 (0,076 );
N = 41,8 кгс (0,410 кН);
Q = 32,7 кгс (0,321 кН).
Нормальное напряжение в полке тавра:
(11,26 МПа);
114,8 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Нормальное напряжение в стенке тавра:
(- 28,71 МПа);
- 292,8 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Максимальное касательное напряжение в стенке тавра наблюдается на уровне центра тяжести сечения:
(3,76 МПа);
38,4 кгс/см2 < = 820 кг/см2 (80,4 МПа); = 0.
Прочность сечения направляющей обеспечена.
Б.7 Проверка местной и общей устойчивости направляющей
Как видно из проведенных вычислений, и полка, и стенка направляющей могут оказаться в сжатой зоне и требуют проверки местной устойчивости.
Профиль направляющей в целом является растянуто-изгибаемым и проверки общей устойчивости не требует.
Проверка местной устойчивости стенки
.
Устойчивость стенки обеспечена.
Проверка местной устойчивости полки
За расчетную длину направляющей принято расстояние, равное высоте плиты керамогранита.
; , по таблице 2 настоящего стандарта для = 2,14 находим = 0,540, что менее определенного по формуле пункта 9.2.7.
, где bef = (68 - 1,5)/2 - 2 = 31,25 мм, с учетом радиуса закругления 2 мм.
Учет недонапряжения полки:
, принимаем = 1,5 = = 0,810;
= 0,681 < 0,810.
Устойчивость полки обеспечена.
Б.8 Проверка прочности несущего кронштейна
Б.8.1 Рассматривают верхний (несущий) кронштейн, так как он воспринимает горизонтальную и вертикальную составляющие нагрузки и является наиболее нагруженным. Определяют усилия в консольной части кронштейна.
Силы, передаваемые на кронштейн при первом сочетании нагрузок (см. рисунок Б.2):
- вертикальная сила от собственного веса направляющей, веса гололеда и облицовки:
Nверт = 21,5 м = 77,4 кгс (0,759 кН);
- горизонтальная сила от ветрового напора:
Nгор = - 32,7 м = - 39,2 кгс (- 0,384 кН).
Сочетание, включающее отрицательное ветровое давление (отсос), в данном случае не является расчетным для стенки кронштейна, так как величины напора и отсоса равны и решающей становится проверка устойчивости на сжатие от ветрового напора.
1 - облицовка; 2 - направляющая; 3 - кронштейн
Рисунок Б.2 - Схема крепления направляющей к основанию через несущий кронштейн
Эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки еверт = 80 мм, горизонтальной егор = 2,25 мм.
а) В наиболее нагруженном сечении несущего кронштейна, которым является сечение стенки на границе с полкой, действуют следующие усилия:
(6,072 );
(- 0,086 );
Q = Nверт = 77,4 кгс (0,759 );
N = Nгор = - 39,2 кгс (- 0,384 ).
Поскольку консольная часть кронштейна имеет симметричное сплошное сечение, проверка на действие бимомента В не является необходимой.
Характеристики рассматриваемого сечения кронштейна:
А = = 2,4 см2;
Wx = Wmax = = 3,2 см3; Ix = = 12,8 см4;
Wy = Wmin = = 0,12 см3; Iy = = 0,018 см4;
S = = 2,4 см3 - статический момент полусечения.
(- 27,77 МПа);
- 283,2 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа);
кгс/см2 (4,75 МПа) < = 820 кг/см2 (80,4 МПа).
Проверка сечения на совместное действие нормальных и касательных напряжений [формула (14)] при = 0:
(28,96 МПа);
295,3 кг/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа).
Прочность несущего кронштейна обеспечена.
б) В наиболее ослабленном сечении несущего кронштейна, которым является сечение стенки в месте отверстий для крепежных элементов, действуют следующие усилия:
Мверт = 0;
(- 0,086 );
Q = Nверт = 77,4 кгс (0,759 кН);
N = Nгор = - 39,2 кгс (- 0,384 кН).
Поскольку консольная часть кронштейна имеет симметричное сплошное сечение, проверка на действие бимомента В не является необходимой.
Сечение ослаблено двумя отверстиями диаметром 5 мм.
Характеристики рассматриваемого сечения кронштейна:
А = = 2,1 см2;
Ix = 11,2 см4; Wх = Wmax = 2,8 см3;
Iy = 0,015 см4; Wy = Wmin = 0,105 см3;
S = 1,98 см3 - статический момент полусечения.
(- 10,05 Мпа);
- 102,5 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа);
кгс/см2 (4,47 МПа) < = 820 кг/см2 (80,4 МПа).
Проверка ослабленного сечения на совместное действие нормальных и касательных напряжений [формула (14)] при = 0:
(12,69 МПа);
129,4 кг/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа).
Прочность несущего кронштейна в месте ослабления обеспечена.
Б.8.2 Рассматривают верхний (несущий) кронштейн при действии третьего сочетания нагрузок. Расчетное сочетание включает собственный вес подконструкции и облицовки и полную ветровую нагрузку.
Силы, передаваемые на кронштейн (см. рисунок Б.2):
- на опоре:
- вертикальная сила от собственного веса направляющей и облицовки:
Nверт = 17,4 м = 62,6 кгс (0,614 кН);
- горизонтальная сила от ветрового напора:
Nгор =-54,5 м = -65,4 кгс (-0,641 кН).
Эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки еверт = 80 мм, горизонтальной егор = 2,25 мм.
В наиболее нагруженном сечении несущего кронштейна, которым является сечение стенки на границе с полкой, действуют следующие усилия:
Мверт = 0;
(- 0,144 );
Q = Nверт = 62,6 кгс (0,614 кН);
N = Nгор = - 65,4 кгс (0,641 кН).
Поскольку консольная часть кронштейна имеет симметричное сплошное сечение, проверка на действие бимомента В не является необходимой.
Характеристики рассматриваемого сечения кронштейна при отсутствии ослаблений получены выше:
А = 2,4 см2; Wx = Wmax = 3,2 см3; Ix = 12,8 см4; Wy = Wmin = 0,12 см3;
Iy = 0,018 см4; S = 2,4 см3;
(-14,69 МПа);
- 149,8 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа);
кгс/см2 (3,83 МПа) < = 820 кг/см2 (80,4 МПа).
Проверка сечения на совместное действие нормальных и касательных напряжений [формула (14)] при = 0:
(16,12 МПа);
164,4 кг/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа).
Прочность несущего кронштейна обеспечена.
В наиболее ослабленном сечении несущего кронштейна, которым является сечение стенки в месте отверстий для крепежных элементов, действуют следующие усилия:
Мверт = 0;
(- 0,144 );
Q = Nверт = 62,6 кгс (0,614 кН);
N = Nгор = - 65,4 кгс (- 0,641 кН).
Поскольку консольная часть кронштейна имеет симметричное сплошное сечение, проверка на действие бимомента В не является необходимой.
Сечение ослаблено двумя отверстиями диаметром 5 мм.
Характеристики рассматриваемого ослабленного сечения кронштейна, полученные выше:
А = 2,1 см2; Ix = 11,2 см4; Wx = Wmax = 2,8 см3;
Iy = 0,015 см4; Wy = Wmin = 0,105 см3;
S = 1,98 см3.
(- 16,78 МПа);
- 171,1 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа);
кгс/см2 (3,62 МПа) < = 820 кг/см2 (80,4 МПа).
Проверка сечения на совместное действие нормальных и касательных напряжений [формула (14)] при = 0:
(17,91 МПа);
182,6 кг/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа).
Прочность несущего кронштейна в месте ослабления обеспечена.
Б.9 Проверка устойчивости консольной части несущего кронштейна
Проверка устойчивости для третьего сочетания.
Проверяют устойчивость консоли несущего кронштейна из плоскости стенки по рекомендациям пункта 7.4.7 СП 128.13330.2016 как элемента, подверженного сжатию с изгибом в двух плоскостях:
N/() 1.
Так как сечение симметрично относительно двух осей, принимают тип сечения 1 по таблице 17 СП 128.13330.2016. Вычисляют относительный и эффективный эксцентриситеты по рекомендациям пункта 7.4.2 СП 128.13330.2016.
mx = ехA/Wc,x = = 6,0, где ех = еверт = 8,0 см;
my = еyA/Wc,y = = 4,5, где еy = егор = 0,225 см;
;
l = 7,7 см, lрасч = см для стержня с одним жестко заделанным и другим шарнирно закрепленным концами.
Радиус инерции сечения см.
= lрасч/iy = 5,4/0,087 = 62; = 0,661 (принято по таблице Г.2 СП 128.13330.2016 по данным для сплава АД31Т1, как наиболее близкого по механическим свойствам).
= = 2,704.
По таблице 17 СП 128.13330.2016 находим, что = 1 и mx > 5;
;
;
.
Дополнительная проверка по формуле (32) СП 128.13330:
.
Дополнительная проверка по формуле (28) СП 128.13330 не требуется, так как = 0,661 более, чем = 0,37.
Устойчивость консоли несущего кронштейна обеспечена.
Проводить проверку устойчивости для первого сочетания не требуется, так как сжимающее усилие Nгор здесь менее, чем в третьем сочетании, а прочие параметры расчета не меняются.
Б.10 Проверка прочности пяты несущего кронштейна
Сечение кронштейна и действующие на него нагрузки показаны на рисунке Б.3.
Пята кронштейна имеет толщину 5 мм. Определяют расчетное сопротивление сплава А6060 Т66 с использованием данных таблицы 9 ГОСТ 22233-2018 для элементов толщиной от 3 до 25 мм:
Ry = 150/1,1 = 136,4 МПа = 1391 кгс/см2.
Ru = = 122,2 МПа = 1246 кгс/см2, принимают R = 1250 кгс/см2 (122,6 МПа) в соответствии с СП 128.13330.
Rs = 0,6R = = 750 кгс/см2 (73,5 МПа), принимают Rs = 750 кгс/см2.
Момент в сечении пяты кронштейна, ослабленном отверстиями для анкеров от горизонтальной нагрузки для сочетания 1:
(0,264 ).
Момент сопротивления пяты кронштейна при воздействии горизонтальных нагрузок с учетом ослабления отверстиями диаметром 10 мм:
Wy = = 0,292 см3.
Напряжение в ослабленном сечении пяты от воздействия ветрового отсоса:
кгс/см2 (9,03 МПа) < = 1250 = 1250 кгс/см2 (122,6 МПа).
1 - облицовка; 2 - направляющая; 3 - кронштейн
Рисунок Б.3 - Схема крепления направляющей к основанию через несущий кронштейн при расчете пяты на отгиб
Момент в сечении пяты кронштейна, ослабленном отверстиями для анкеров, от вертикальной нагрузки:
(6,072 ).
Включаемое в расчет пяты кронштейна сечение показано на рисунке Б.4. Определяют момент сопротивления пяты кронштейна при воздействии вертикальных нагрузок с учетом ослабления отверстиями диаметром 10 мм, включая участок стенки (консоли).
Ширина включаемого в работу участка стенки:
.
Характеристики расчетного сечения пяты:
А = 4,279 см2;
Ix = 3,916 см4;
Wx = 4,45 см3;
S = 2,07 см3.
Рисунок Б.4 - Сечение, включаемое в расчет пяты кронштейна
Напряжение в ослабленном сечении пяты от воздействия вертикальных нагрузок:
кгс/см2 (13,64 МПа) < = 1250 = 1250 кгс/см2 (122,6 МПа);
кгс/см2 (8,02 МПа) < = 750 кгс/см2 (73,5 МПа).
Проверяют сечение на совместное действие нормальных и касательных напряжений [формула (14)]:
;
186,4 кгс/см2 (18,28 МПа) < = 1250 = 1250 кгс/см2 (122,6 МПа).
Прочность пяты несущего кронштейна обеспечена.
Момент в сечении пяты кронштейна, ослабленном отверстиями для анкеров от горизонтальной нагрузки для третьего сочетания:
(0,439 ).
Момент сопротивления пяты кронштейна при воздействии горизонтальных нагрузок с учетом ослабления отверстиями диаметром 10 мм:
Wy = = 0,292 см3.
Напряжение в ослабленном сечении пяты от воздействия ветрового отсоса:
кгс/см2 (15,04 МПа) < = 1250 = 1250 кгс/см2 (122,6 МПа).
Момент в сечении пяты кронштейна, ослабленном отверстиями для анкеров, от вертикальной нагрузки:
(4,911 ).
Ширина включаемого в работу участка стенки:
b = 3,43 см (определено выше).
Характеристики расчетного сечения пяты:
А = 4,279 см2; Ix = 3,916 см4; Wx = 4,45 см3; S = 2,07 см3.
Напряжение в ослабленном сечении пяты от воздействия вертикальных нагрузок:
кгс/см2 (11,03 МПа < = 1250 = 1250 кгс/см2 (122,6 МПа);
кгс/см2 (6,49 МПа) < = 750 кгс/см2 (73,5 МПа).
Проверка сечения на совместное действие нормальных и касательных напряжений [формула (14)]:
(122,6 МПа).
Прочность пяты несущего кронштейна обеспечена.
Б.11 Проверка прочности опорного кронштейна
Рассматривают опорный кронштейн, так как он воспринимает максимальную горизонтальную составляющую нагрузки.
Усилия, передаваемые на кронштейн при третьем сочетании нагрузок (см. рисунок Б.5):
- горизонтальная сила от ветрового напора:
Nгор = - 54,5 м = - 65,4 кгс (- 0,641 кН).
Сочетание, включающее отрицательное ветровое давление (отсос), в данном случае не является расчетным для кронштейна, т.к. величины напора и отсоса равны и решающей становится проверка устойчивости на сжатие от ветрового напора.
1 - облицовка; 2 - направляющая; 3 - кронштейн
Рисунок Б.5 - Схема крепления направляющей к основанию через опорный кронштейн
Мверт = 0;
(- 0,144 );
Q = Nверт = 0;
N = Nгор = - 65,4 кгс (- 0,641 ).
Поскольку консольная часть опорного кронштейна имеет симметричное сплошное сечение, проверка на действие бимомента В не является необходимой.
Характеристики рассматриваемого сечения кронштейна:
А = = 2,4 см2;
Wx = Wmax = = 3,2 см3; Ix = = 12,8 см4;
Wy = Wmin = = 0,12 см3; Iy = = 0,018 см4;
S = = 2,4 см3 - статический момент полусечения.
(- 14,69 МПа);
- 149,8 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Прочность опорного кронштейна обеспечена.
В наиболее ослабленном сечении кронштейна, которым является сечение стенки в месте отверстий для крепежных элементов, действуют следующие усилия:
Мверт =°0;
(- 0,144 );
Q = Nверт = 0;
N = Nгор = - 65,4 кгс (- 0,641 ).
Поскольку консольная часть кронштейна имеет симметричное сплошное сечение, проверка на действие бимомента В не является необходимой.
Сечение ослаблено двумя отверстиями диаметром 5 мм.
Характеристики рассматриваемого сечения кронштейна:
A = = 2,1 см2;
Ix = 11,2 см4; Wх = Wmax = 2,8 см3;
Iy = 0,015 см4; Wy = Wmin = 0,105 см3;
S = 1,98 см3 - статический момент полусечения.
(- 16,78 МПа);
- 171,1 кгс/см2 < = 1370 = 1370 кгс/см2 (134,4 МПа); = 0.
Прочность опорного кронштейна в месте ослабления обеспечена.
Б.12 Проверка устойчивости консольной части опорного кронштейна
Проверяют устойчивость консоли опорного кронштейна из плоскости стенки по рекомендациям пункта 7.4.2 СП 128.13330.2016 как элемента, подверженного сжатию с изгибом в одной плоскости:
N/() 1.
Коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом определяют по таблице Е.1 СП 128.13330.2016 в зависимости от условной гибкости и приведенного относительного эксцентриситета mef.
mef = m;
m = eA/Wc = .
l = 7,7 см, lрасч = = = 5,4 см для стержня с одним жестко заделанным и другим шарнирно закрепленным концами.
Радиус инерции сечения см.
= 5,4/0,087 = 62; = 0,661 (принято по таблице Г.2 СП 128.13330.2016 по данным для сплава АД31Т1, как наиболее близкого по механическим свойствам).
.
По таблице Е.3 СП 128.13330.2016 для сечения типа 1 = 1, mef = m = 4,5.
По таблице Е.1 СП 128.13330.2016 = 0,217.
.
Устойчивость консоли опорного кронштейна обеспечена.
Б.13 Проверка прочности пяты опорного кронштейна
Схема загружения кронштейна приведена на рисунке Б.6. Момент в сечении пяты кронштейна, ослабленном отверстиями для анкеров, от горизонтальной нагрузки:
(0,439 ).
Момент сопротивления пяты кронштейна на воздействие горизонтальных нагрузок с учетом ослабления отверстиями диаметром 10 мм:
Wy = = 0,292 см3.
Напряжение в ослабленном сечении пяты от воздействия горизонтальных нагрузок:
кгс/см2 (15,04 МПа) < = 1250 = 1250 кгс/см2 (122,6 МПа).
Прочность пяты опорного кронштейна в ослабленном сечении обеспечена.
1 - облицовка; 2 - направляющая; 3 - кронштейн
Рисунок Б.6 - Схема крепления направляющей к основанию через опорный кронштейн при расчете пяты на отгиб
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.