Расчет параметров и определение эксплуатационной надежности объекта по совокупности физико-механических характеристик



Рассчитаем параметры клееной балки, склеенной из сосновых досок и предназначенной для чердачного перекрытия отапливаемого помещения.

Исходные данные:

· Район строительства: город Екатеринбург, расположенный в III снеговом районе РФ согласно СНиП 2.01.07-85 [7]. Расчетное значение снеговой нагрузки S0=l,8 кПа, коэффициент μ перехода от веса снегового покрова земли к покрытию принимаем в соответствии с п. 1 обязательного приложения 3 СНиП 2.01.07-85 [7] равным 1,0.

Согласно СНиП нормативное значение снеговой нагрузки равно:

· Балка прямоугольного сечения с уклоном верхней кромки 1:10. Пролет балки L=6 м; отношение h/H—2/3. Расстояние между осями балок - 2 м; материал - сосна.

Решение:

Нагрузка на балку

Нагрузка рассчитывается исходя из составов материалов, используемых в конструкции кровли строения. Пример определения суммарных силовых воздействий на единицу площади покрытия приведен в таблице 1.

Таблица 1

Подсчет нагрузок на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия

  Нагрузка Нормативная qi, кН/м2 Коэффициент надежности по нагрузке, γ Расчетная Рi, кН/м2
Постоянная, в т.ч. рубероидная трехслойная кровля 0,579 0,10 - 1,27 0,66 0,127
Плитный утеплитель толщиной 10 см и плотностью 600 Н/м3 0,06 1,2 0,072
Клеефанерная панель 0,30 1,1 0,330
Собственный вес балки 0,119 1,1 0,131
Временная (снеговая) нагрузка 1,00 1,26 1,260
Всего 1,580 - 1,920

Рис. 2. Схема двухскатной дощатоклееной балки:

а - общий вид; б - поперечные сечения

 

Собственный вес балкиgCB =119 Н/м2.

Нагрузка на 1 м балки:

· нормативная qH = 1580 ∙ 6 = 9480 Н/м;

· расчетная Рр= 1920 ∙ 6 = 11500 Н/м.

Конструкция балки

Балка дощатоклееная двускатная с уклоном 1:10 изготовлена из сосновых досок с размером сечения 175x50 мм (рис. 2.). После фре­зерования досок сечение 159x43 мм. Высота балки в середине и на опоре должна быть кратной толщине доски, т.е. 43 мм. Принимаем высоту балки в середине равной hcp= 0,1L = 0,1 ∙ ∙6000 = 600 мм. Для целого числа досок в конструкции: hcp= 43 ∙ 14 = 602 мм.

Высота балки на опоре:

hоп = 402 мм, т.к. h/H = 2/3.

Для принятых 9 штук досок высота hоп = 9 ∙ 43 = 387 мм.

 

Статический расчет балки

 

Опорная реакция балки:

Расстояние от левой опоры до сечения с наибольшим норматив­ным напряжением:

Момент в сечении Х = 193,5 см:

Высота балки в сечении Х = 193,5 см:

Число целых досок: n = 52,6/4,3 = 13 шт.

Расчетная высота:

Нрб = 4,3 ∙ 13 = 55,9 см.

Момент сопротивления в сечении Х = 193,5 см:,

Максимальное напряжение:

Момент инерции балки в опорном сечении:

Момент инерции в среднем сечении:

Статический момент в опорном сечении балки:

Касательные напряжения:

Прогиб балки переменного сечения

где кж - коэффициент переменности сечения для дощатоклееной бал­ки прямоугольного сечения:

Приведенный момент инерции:

Полный относительный прогиб:

Коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от по­перечной силы:

Вывод: представленная конструкция двускатной дощатоклееной бал­ки перекрытия обеспечивает эксплуатационную надежность по всем параметрам напряженного состояния.


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 110;