3. Расчет клеедощатой балки
При ширине здания 9 м расчетный пролет принимается 8,7 м.
Панели укладываются непосредственно на балки. Продольная неизменяемость покрытия обеспечивается прикреплением панелей к балкам и постановкой горизонтальных связей в торцах и через 24м.
Нагрузки на балку
При определении нагрузки на балку ввиду малости угла наклона можно считать, что вес на 1м2 горизонтальной проекции покрытия равен весу, приходящемуся на 1м2 поверхности покрытия. Нагрузки на 1м2 горизонтальной проекции приведены в таблице 2.
Таблица 2
Нагрузки на 1м2 горизонтальной проекции покрытия
№ п/п |
Нагрузка |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
1 |
Постоянная, в том числе: - нагрузки на панель (табл. 1) -клеефанерная панель - собственный вес балки |
0,582 0,321 0,181 0,08 |
1,1 |
0,663 0,377 0198 0,088 |
|
Временная (снеговая) |
1,38 |
1,4 |
1,932 |
|
Полная |
1,962 |
- |
2,595 |
Собственный вес балки определяется
Линейная нагрузка на балку
-нормативная qн = 1,962 кН/м2 3м = 5,89 кН/м
-расчетная q = 2,595 кН/м2 3м = 7,785 кН/м
Конструкция балки
Б
алка
дощато-клееная двускатная (рис. 2).
Уклон 10%. Изготавливается из сосновых
досок 2 сорта размером 18040
мм. Доски после фрезерования будут иметь
размер 16433
мм. Высота балки в середине пролета и
на опорах должна быть кратной толщине
доски – 33 мм. Высота балки в середине
пролета принимается равной hср
= 1/10
l
= 891 мм, что составляет 27 досок, а высота
балки на опоре примерно hоп
= 891-0,1(9/2)=388 мм, принимаем hоп
= 396 мм т.е. 12 досок.
Р
ис.
2. Двускатная
дощато-клееная балка
а – общий вид; б – поперечные сечения
Статический расчет балки.
Опорные реакции балки:
Расстояние от левой опоры до сечения с наибольшими нормальными напряжениями:
Момент в сечении при х = 1,93 м:
Высота балки в сечении при х = 1,93 м:
мм
Число целых досок п = 0,616/0,03318
Расчетная высота hхр = 3318 = 594 мм
Момент сопротивления сечения при х = 1,93 м
Максимальное напряжение
где тб = 0,8
Моменты инерции балки:
в
опорном сечении
в
среднем сечении
Статический момент в опорном сечении балки:
Касательные напряжения в опорном сечении балки:
Проверка жесткости балки
Относительный прогиб двускатной балки прямоугольного сечения определяется по формуле:
где
Полный относительный прогиб балки:
где
- коэффициент, учитывающий влияние
деформации сдвига.
Балка удовлетворяет требованиям прочности и жесткости.
4. Расчет дощато-клееной колонны
Предварительный подбор сечения колонны
Предельная гибкость для колонн равна 120
При подборе размеров сечения колонн целесообразно задаваться гибкостью 100.
Тогда при = 100 и распорках, располагаемых по верху колонн,
;
;
Принимаем, что для изготовления колонн используются доски шириной 250мм и толщиной 40мм. После фрезерования (острожки) толщина досок составит 40-7=33мм. Ширина досок после острожки заготовочных блоков по пласти будет вк = 250-15 = 235мм. С учетом принятой толщины досок после острожки высота сечения колонн будет
hк = 16 33мм = 528 мм.
bк принимает равным ширине доски = 235
Определение нагрузок на колонну
Схема рамы приведена на рис. 3.
Определим действующие на колонну расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки.
Рис. 3. Схематический разрез здания
Предварительно определим:
- расчетный пролет конструкции покрытия:
- полная ширина здания:
где lСВ – пролет здания в свету;
tст – толщина стенового ограждения;
ак – вылет карниза
Нагрузки на колонну:
- от ограждающих конструкций покрытия
где В – шаг колонн каркаса
- от веса ригеля (в нашем случае дощато-клееной балки)
- от снеговой нагрузки:
- от собственного веса колонны:
где - объемный вес древесины равный 5кН/м3
- от стеновых панелей:
Определим горизонтальные нагрузки, действующие на раму.
Продольное расчетное значение ветровой нагрузки на 1м2 поверхности
Wm = fm Wo C
где fm – коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки, определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости Т
при Т = 50 лет fm = 1
Wо – характеристическое значение ветрового давления, определяется в зависимости от ветрового района; для г.Мариуполь Wо = 600 Па
С небольшой погрешностью можно заменить схему распределения коэффициента k по рис 4,а на схему распределения k по рис 4,б.
Т
огда
при
м
k
= 0,4, а при
м
получим k = 0,508
а) б)
Рис. 4
а) по ДБН В.1.2-2-2006; б)принятое в расчёте колонны
С – коэффициент, определяемый по формуле
С =Сaer Сh Сalt Сrel Сd
где Сaer – аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания.
При расчете рамы учитываются только коэффициенты С для вертикальных стен, принимая их равными Сaer = 0,8 с наветренной стороны (активное давление) и Сaer для отсоса (пассивное давление) определяется в зависимости от длины и высоты здания в = 42м и h1 = 7,69м
и 
Коэффициент
надёжности
Расчётное линейные значения ветровой нагрузки, деуствующие на раму с учётом шага рам В = 3м:
при :
при
Расчётное
значение ветровой сосредоточенной
нагрузки на раму в уровне ригеля при
м
кН
кН
Определение усилий в колоннах
Поперечную раму однопролётного здания, состоящую из двух колонн, жестко защемлённых в фундаментах и шарнирно соединённых с ригелем в виде балки, рассчитывают на вертикальные и горизонтальные нагрузки.
Рама является однажды статически неопределённой системой.
При бесконечно большой жесткости ригеля (условное допущение) за лишнее неизвестное принято продольное усилие в ригиле, которое определяется по известным правилам строительной механики.
Определение изгибающих моментов( без учета коэффициента сочетаний).
От ветровой нагрузки:
-усилие в ригеле:
-изгибающие момент в уровне верха фундамента:
От внецентренного приложения нагрузки от стен:
- эксцентриситет приложения нагрузки от стен:
- изгибающий момент, действующий на стойку рамы:
- усилие в ригеле:
- изгибающие моменты в уровне верха фундамента:
Определение поперечных сил ( без учета коэффициента сочетаний)
От ветровой нагрузки:
От внецентренного приложения нагрузки от стен:
Определение усилий в колоннах с учетом в необходимых случая коэффициентов сочетаний.
Первое сочетание нагрузок:
Моменты на уровне верха фундаментов:
Для расчета колонн на прочность и устойчивость плоской формы деформирования принимаем значения:
