3. Расчет несущих конструкций

   1. Сбор нагрузок

Сбор нагрузок на 1 м2.

Таблица 3.1

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кг/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кг/м2
Постоянная
Нагрузка от веса крыши	102	1,1	112,2
Собственный вес ригеля	15,025	1,1	16,23
Итого:	117,025		128,43
Временная
Снеговая	56	1,4	80
Всего:	173,025		208,43

Определим расчетную нагрузку на 1 м погонного пролета:

Ветровую нагрузку не учитываем, так как вносим ее в запас прочности.

Определим ветровую нагрузку.

В СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» нормативное значение ветрового давления для II W₀=30кгс/м2. Определим нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки:

k- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется в зависимости от типа местности;

с- аэродинамический коэффициент.

Для моего типа конструкции c_e=+0,8;c_e1=-0,298;c_e2=-0,4;c_e3=-0,5.

кгс/м2 – активная ветровая нагрузка на колонны;

кгс/м2 – отсос на покрытие;

кгс/м2 – отсос на покрытие;

кгс/м2 – отсос на колонны;

Тогда расчетная ветровая нагрузка будет равна:

кгс/м2;

кгс/м2;

кгс/м2;

кгс/м2;

Вычислим погонную нагрузку на раму:

кгс/м;

кгс/м;

кгс/м;

кгс/м;

При статическом расчете нагрузку на покрытие не учитываем.

Определим снеговую нагрузку. По СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» необходимо рассчитать погонную нагрузку на весь пролет, на полпролета:

кгс/м

кгс/м

2. Расчет арки

   1. Расчетная схема конструкции

Для статического расчета выбираем наихудшее сочетание нагрузок, а именно постоянную, складывающуюся из веса крыши, ригеля и собственного веса конструкции, ветровой нагрузки и снеговой. При этом рассматривается действие снеговой нагрузки по двум схемам – на весь пролет и на половину пролета.

Расчетная схема представлена на рис.5

Рис. 5. Расчетная схема несущих конструкций.

2. Расчет конструкции с использованием программного комплекса Lira 9.4

Рис. 6. Схема нагружения несущих конструкций.

Рис. 7. ЭпюрыQ,N,M.

3. Подбор сечения верхнего пояса арки.

Расчет деревянных элементов производим для усилий N=190,27кН, Q=50,81кН и М=100,11кНм. Принимаем доски сечением 40х250мм. После усушки и фрезерования на склеивание идут чистые доски сечением 33х250мм. Клееный пакет из 15 досок общей высотой 15х33=495мм. После склейки пакета его еще раз фрезеруют по боковым поверхностям, таким образом сечение клееного пакета составляет 238х495мм.

Задаемся эксцентриситетом приложения нормальной силы в опорных и коньковых узлах не более ¼ высоты сечения пояса: е=0,1235м.

Принимаем расчетные характеристики древесины второго сорта по табл.3 СП 64.13330.2011. Расчетное сопротивление изгибу и сжатию:

Верхний пояс проверяем как сжато-изгибаемый стержень по формуле:

Найдем площадь сечения нетто по формуле:

Расчетный момент сопротивления равен:

Для шарнирно-опертых элементов при эпюрах изгибаемых моментов параболического очертания М_д определяют по формуле:

М_д=

где ; К_н=а_н + ξ(1- а_н)

Разгружающий момент в узлах

М_N= (N/cos α)*e=(190,27/0,953)*0,1235=24,657кНм

Гибкость верхнего пояса в плоскости действия изгибающего момента при длине бруса

где - коэффициент равный 0,8 для древесины.

К_н= а_н + ξ(1- а_н)=0,81+0,8685(1-0,81)=0,978

М_д=

Напряжение в верхнем поясе:

Расчет на прочность на скалывание.

R_cк=1,5*0,9*1,2=1,62МПа

m_cл=1

Рис.8 Принятое сечение верхнего пояса.