2.1Определение собственного веса конструкции.
Определение собственного веса конструкции производиться по формуле:
;
gнсв- нормативная нагрузка от собственного веса покрытия; кН/м2
Sн- нормативная снеговая нагрузка ; кН/м2
gнпокр- нормативная нагрузка от покрытия; кН/м2
Ксв- коэффициент собственного веса
gсв= gнсв*1.1- расчетная нагрузка ; кН/м2
gнсв= gнсв*В- нормативная нагрузка на 1 м балки ; кН/м
gсв= gсв*В-расчетная нагрузка на 1 м балки; кН/м
=0.1106
кН/м2
gсв= 0.1106*1.1=0.1217 кН/м2
gнсв=0.1106*5=0.553 кН/м
gсв= 0.1217*5=0.6085 кН/м
2.2 Подбор сечения балки.
Двухскатную балку покрытия проектируем прямоугольного сечения из пакета уложенных плашмя остроганных по пластям досок, склеенных венольным водостойким клеем.
Высоту балки в середине пролета hср и на опорах hоп при уклоне верхнего пояса i=0.1 принимаем:
hср=l/10=12/10=1.2 м; hоп=h-l/2*i=1.2-12/2*0.1=0.6 м.
Расчет сечения.
Расстояние х от опоры до наиболее напряженного при изгибе сечения при равномерной нагрузке:
Х=
=
=3
м
Высота сечения hх=0.6+(0.1*3)=0.9 м
Расчетные изгибающий момент в опасном сечении и поперечная сила на опоре балки
;
Требуемый момент сопротивления балки в опасном сечении
;
Коэффициент
,
принимаем равным 0.875 при высоте сечения
90 см.(по таблице 9 СП 64.13330.2011.)
-расчетное
сопротивление изгибу вдоль волокон
=130
кгс/см2
При известных высотах сечений балки прямоугольного профиля ширина сечения определяется по следующим условиям прочности:
-по нормальным напряжениям от изгиба
;
-на скалывание клеевого шва в опорных зонах
;
-расчетное
сопротивление на скалывание, 16 кг/см2=1.6
МПа
С целью уменьшения габаритных размеров балок по высоте применяем армирование. Армирование может быть одиночным с расположением арматуры в растянутой зоне и двойным с расположением арматуры в растянутой и сжатой зонах. Для армирования применяется горячекатная арматура периодического профиля из стали класса А-II в количестве 1.5 % от площади поперечного сечения балки.
Сечение балки подбираем из условия ,чтобы жесткость их была не меньше жесткости неармированной балки ,рассчитанной для клееных дощатых балок.
Процент армирования
:μ=
=0.015
-площадь
арматуры;см2
-расстояние
до центра тяжести арматуры; см
n=
=
Находим требуемую высоту балки в середине пролета по формуле:
hcртр=
I=
=
=2736000
см4
hcртр=
=92.4
см
Балку собираем в середине пролета из 28 досок толщиной 33 мм.h=3.3*28=92.4 см. hоп=92.4-0.1*600=32.4 см.
Проверяем принятое сечение:
По прочности по максимальным нормальным напряжениям в расчетном сечении на расстоянии х.
Х=
=
=
2.1 м
Высота сечения hх=0.324+(0.1*2.1)=0.534 м
Считаем геометрические характеристики сечения:
Iпр=Iдр*
-приведенный
момент инерции.
Sпр=
(
-приведенный
статический момент.
Iпрх=Iдр*
=241099.4*
=414360.95
см4
Iдрх=
=241099.4
см4
σ=
≤Rи=13
МПа
σ=
=
=79.5
кгс/см2=7.95
МПа<13 МПа
Проверка по прочности клеевого шва на скалывание на опоре:
τ=
≤Rск*mб
mб=1
Rск=1.6 МПа
Sпр=
(
=
(
=3278.53
см3
Iдроп=
=53852.6
см4
Iпроп=Iдроп* =53852.6* =92552.7 см4
τ=
=
=2.18
МПа≥1.6 МПа-условие не выполнено.
Увеличиваем сечение 4 досками и производим расчет.
Балку собираем в середине пролета из 32 досок толщиной 33 мм.h=3.3*32=105.6 см. hоп=105.6-0.1*600=45.6 см.
Проверяем принятое сечение:
По прочности по максимальным нормальным напряжениям в расчетном сечении на расстоянии х.
Х=
=
=
2.6 м
Высота сечения hх=45.6+(0.1*2.6)=0.716 м
Расчетные изгибающий момент в опасном сечении и поперечная сила на опоре балки
;
;
Считаем геометрические характеристики сечения:
Iпрх=Iдр* =581181.02* =998835.8 см4
Iдрх=
=581181.02
см4
σ= ≤Rи=13 МПа
σ=
=
=55.5
кгс/см2=5.55
МПа<13 МПа
Проверка по прочности клеевого шва на скалывание на опоре:
τ= ≤Rск*mб
mб=1
Rск=1.6 МПа
Sпр=
(
=
(
=6494.1
см3
Iдроп=
=150129.8
см4
Iпроп=Iдроп* =150129.8* =258017.7 см4
τ=
=
=1.5
МПа≤1.6 МПа-условие выполнено.
Расчет на прогиб:
=
б=
=2.3
Iдрср=
=1864507.4
см4
Iпрср=Iдрср* =1864507.4* =3204400.5 см4
=
=
=0.0003<0/003-условие
выполнено.
Сечение подобрано верно.