Головна |
Перевіряємо на опорі, де поперечна сила має найбільше значення.
Статичний момент поперечного перерізу балки:
м3.
Наведений до фанери момент інерції поперечного перерізу балки:
Максимальні дотичні напруження фанерною стінки.
<6МПа.
Максимальні дотичні напруження по швах між фанерою і деревиною перевіряємо в перерізі на опорі. Статичний момент поперечного перерізу пояса:
.
Розрахункова ширина перетину пояса:
м;
Стійкість фанерною стінки балки перевіряємо на дію дотичних і нормальних напружень в середині першої панелі при Х = 0,585м. Висота перерізу балки м. Висота перетину між осями поясів м. Висота стінки між внутрішніми крайками поясів м. Ставлення .
Так як в наступній панелі відстань між ребрами жорсткості більше, ніж в опорному, перевіряємо фанерну стінку на стійкість з її площини в середині другої панелі при .
Висота перерізу балки: м.
Висота перетину між осями поясів: м.
Висота стінки між внутрішніми крайками поясів: м.
Поперечна сила в середині другої панелі: кПа. Наведений до фанери момент інерції перерізу балки в середині другої панелі:
Нормальні напруги на рівні внутрішньої кромки поясів:
мПа.
Наведений до фанери статичний момент поперечного перерізу на висоті внутрішньої кромки поясів.
мПа.
Дотичні напруження в стінці на рівні кромки поясів:
МПа.
3. Конструювання і розрахунок дощатоклееной колони прямокутного перетину
Компонування перетину колони
Колону проектуємо клеєну, прямокутного перетину.
Попередній підбір перерізу колони:
Здається гнучкістю колони l = 100. Попередні розміри перерізу колони приймаємо
hк= H / 13 = 900/13 = 69,23 см;
bк= Н / 29 = 900/29 = 31,03 см.
Через відсутність дощок такої ширини приймаємо дошки шириною 100 мм і 200 мм з попередньої склеюванням їх по кромці в щит.
Фактична ширина з урахуванням припусків на усушку і механічну обробку складе bк= (100-10) + (200-15) = 275 мм.
Для виготовлення колон використовуємо соснові дошки другого сорту товщиною 40 мм. Після двостороннього фрезерування (острожки) товщина дощок складе tф= 40-2 ? 3,5 = 33 мм.
З урахуванням прийнятої товщини дощок висота перетину колон буде:
hк= 33 ? 21 = 693 мм; bк= 275 мм.
збір навантажень
Власна вага колони Рс. К.= 0,693 ? 0,275 ? 9 ? 500 = 857,59кг = 8,6 кН.
По карті 3 пріл.5 [2] р Вологда відноситься до першого вітрового району та нормативне значення вітрового тиску приймаємо
w0= 0,23 кН / м2; для даного типу місцевості знаходимо коефіцієнт к = 0,4.
Вертикальні навантаження, що діють на поперечну раму, зведені в табл.3.
Таблица3.
вид навантаження | Нормативнанавантаження кН / м2 | коефіцієнт надійності по навантаженню | Розрахункове навантаженнякН / м2 |
1. постійна- вага кровлі- вага рёбер- вага обшівок- вага утеплітеля- вага балкі- вага колонни2. Временная- снігова | 0,150,0770,140,180,158,6 (кН) 1,68 | 1,31,11,11,21,11,1 | 0,1950,08470,1540,2160,1659,46 (кН) 2,4 |
Розрахункові значення погонного вітрового навантаження для активного і пасивного тиску вітру:
w = w0? k ? gf? c ? b, де
w0 - Тиск вітру;
gf= 1,4 - коефіцієнт надійності для вітрового навантаження визначаємо за п.6 [2].
до - коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску по висоті, визначається по табл.6 [2] (тип місцевості В);
c - Аеродинамічний коефіцієнт;
b - Ширина вантажної площі рівна кроку колон.
За додатком 4 [2] визначаємо аеродинамічний коефіцієнт для навітряного і підвітряного боку будівлі:
- Для навітряного з = + 0,8;
- Для підвітряного при H / L = 9/18 = 0,5 = 0,5;
B / L = 48/18 = 2,7> 2; з = -0,5.
w+= w0? k ? g ? c ? b =0,23 ? 0,4 ? 1,4 ? 0,8 ? 4 = 0,41 кН / м;
w-= w0? k ? g ? c-? b =0,23 ? 0,4 ? 1,4 ? (-0,5) ? 4 = -0,26 кН / м.
Вітрова навантаження, що передається від покриття поза колони:
w+= w+? hоп=0,41 ? 0,75 = 0,31 кН;
w-= w-? hоп= -0,26 ? 0,75 = -0,2 кН.
Визначення розрахункових зусиль
Рама один раз статично невизначена система. За невідоме приймаємо поздовжнє зусилля в ригелі, яке визначається для кожного виду завантаження окремо.
X = xw+ xw
Від вітрового навантаження, прикладеної в рівні ригеля:
xw= 0,5 (w+- w-) =0,5 ? (0,31-0,2) = 0,055 кН.
Від вітрового навантаження, прикладеної на стіни:
xw= (3/16) ? Н ? (w+-w-) =(3/16) ? 9 ? (0,41-0,26) = 0,253 кН.
При подальшому розрахунку стійку розглядаємо як консоль защемлення в фундаменті.
Згинальні моменти в закладенні стійок:
;
Поздовжні сили в закладенні стійок:
Nлев= Nnp= (Qcn+ qсб+ S) ? 0,5 ? L ? b + Pск=(0,6497 + 0,165 + 0,23) ? 0,5 ? 18 ? 4 + 9,46 = 47,1кН
Таким чином розрахункові зусилля М = 16,62кН ? м; N = 47,1кН.
Розрахунок колони на міцність в площині рами
Розрахункова довжина колони в площині рами:
l0= 2,2 ? Н =2,2 ? 9 = 19,8 м.
Площа перерізу колони:
.
Момент опору прямокутного перерізу:
.
Гнучкість колони в площині рами:
, Отже, коефіцієнт поздовжнього вигину визначаємо за формулою:
jх= 3000 / lх2=3000 / 98,862= 0,309
Для соснової деревини другого сорту і при прийнятих розмірах поперечного перерізу по табл.3 [1] знаходимо розрахунковий опір стиску Rс= 15 МПа. За п.3.2 [1] знаходимо коефіцієнти умов роботи:
mн= 1,2; mб= 0,939; mcл= 1.
Остаточне значення розрахункового опору складе:
Rс= Rс? mн? mб? mcл/ gп=15 ? 1,2 ? 0,939 ? 1 / 0,95 = 17,79 МПа.
Знайдемо значення коефіцієнта x:
Знайдемо значення згинального моменту від дії поперечних і поздовжніх навантажень:
МД= М / x = 16,62/ 0,05 = 332,4 кН ? м.
Знайдемо нормальні напруги і порівняємо їх з розрахунковим опором:
, Т. Е міцність забезпечена з великим запасом, проте, залишаємо раніше прийняті розміри поперечного перерізу, виходячи з необхідності обмеження гнучкості.
Розрахунок колони на стійкість плоскої форми деформування (в площині рами)
Приймаємо n = 2, т. К. за прийнятою схемою вертикальних зв'язків по колонах немає розкріплення розтягнутої зони з площини деформування. З тієї ж причини приймаємо розрахункову довжину колони із площини рами дорівнює висоті колони ly= Н = 9 м. Знайдемо значення гнучкості з площини рами:
jy= 3000 / l2= 3000 / 113,242= 0,234.
Для знаходження коефіцієнта jм попередньо знайдемо значення коефіцієнта Кф по табл.2 прил.4 [1].
Кф= 1,75-0,75 ? d = 1,75
d = 0 через те, що момент верхній частині колони дорівнює нулю.
jм= 140 ? b2/ (Lp? h) ? Кф = 140 ? 0,2752/ (9 ? 0,693) ? 1,75 = 2,97.
Перевіримо стійкість:
,
стійкість в площині рами забезпечена.
Розрахунок колони на стійкість з площини рами.
Коефіцієнт поздовжнього вигину з площини рами визначили в попередньому пункті. Тому відразу робимо перевірку.
sс= N / (j ? А) =47,1 / (0,309 ? 0,19) = 802,2 кН ??/ м2= 0,8 МПа <17,79 МПа
стійкість колони із площини рами забезпечена.
Перевірка прийнятого перерізу балки. | Розрахунок вузла защемлення колони у фундаменті
Компонування конструктивної схеми будівлі | Конструювання і розрахунок клеефанерних плит покриття | Проектування клеефанерной балки покриття, двотаврового перетину. | Геометричні розміри балки. | Статичний розрахунок балки. |