Визначення постійних навантажень на 1 м2 покриття
Покриття по трикутних металеводерев'яних фермах
Запроектувати утеплене покриття будівлі виробничої майстерні прольотом L=21 м, крок поперечних рам B=6 м, район будівництва - Київська область. Матеріали несучих конструкцій: пиломатеріали другого сорту із сосни вологістю 12%, сталь марки С245. Виготовлення ферм плит покриття заводське. При виготовленні ферм слід передбачити утворення будівельного підйому
Вихідніданнідляпроектування. Район будівництва – Київська область. Крок несучих конструкцій будівлі В = 6 м. Клас відповідальності будівлі – СС 2 , коефіцієнт надійності n = 1,1 , клас умов експлуатації будівлі - 2 , коефіцієнт kmod= 0.8 для постійного навантаження та kmod= 1.05 для снігового навантаження
Конструктивна схема покриття. При висоті ферми в середині прольоту Н = 4,6 м маємо і кут ухилу спаду до горизонту
Такий кут ухилу дозволяє робити кровлю з руберойду, тому приймаємо для даху клеєфанерні плити.
Ферми покриття спираються на клеєдошані колони прямокутного перерізу. Розробка просторової схеми будівлі розглянута , а її приклад показаний.
Сумарне навантаження на 1 пог. метр довжини ферми
= 8.59 кН/м
= 14.43 кН/м
1) від власної ваги плит покриття
кH/м2
qe= кН/м
кH/м2
qm= кН/м
2) згідно з даними табл. 28,при приймаємо дві схеми снігового навантаження:
µ =1 при 25
схема 1 - рівномірно розподілене на всьому прольоті інтенсивністю:
Se=0,84/1,5=0,784 кН/м2
qe=0,784 =5,135 кН/м
Sm=1,2/1,5=1,6 кН/м2
qm=1,6 =10,48 кН/м
схема 2 – при 20 30 рівномірно розподілене на пів прольотах з інтенсивністю:
на одному пів прольоті
кН/м2
кН/м2
qe=0,588 =3,851 кН/м
qm=1,2 =7,86 кН/м
на другому прольоті
кН/м2
кН/м2
qe=0,98 =6,419 кН/м
qm=2 =13,1 кН/м
З) від власної ваги ферм і зв'язків жорсткості за формулою
кН/м2
де 3,5 - коефіцієнт власної ваги ферми
кН/м2,
кН/м2,
4)Розрахунок вітрового навантаження
– коефіцієнт надійності Т=50 років ,
W0 – характеристичне значення вітрового тиску (додаток Е)
W0=370 Па=370
C=CaerChCaltCrelCdirCd
Ch – коефіцієнт висоти споруди
При 5 м. Ch=0.6
При 9.6 м. Ch=0.968 (інтерполяція)
Calt=1 (коефіцієнт географічної висоти)
Crel =1 (коефіцієнт рельєфу)
Cdir=1 (коефіцієнт напрямку)
Cd=1 (динамічний коефіцієнт)
1)Wm1= W0ChCaerCaltCrelCdirCd=1
2) Wm2= W0ChCaerCaltCrelCdirCd=1
3) Wm3= W0ChCaerCaltCrelCdirCd=1
4) Wm4= W0ChCaerCaltCrelCdirCd=1
Збір навантаження і визначення q
q1= Wm1 B=
q2= Wm2 B=
q3= Wm3 B=
q4= Wm4 B=
Розрахунок навантажень:
1)Власна вага плит покриття:
Епюри внутрішніх зусиль
а)Епюра поздовжніх сил (Кн)
б)Епюра моментів (кНм)
в)Епюра поперечних сил (кН)
2)Сніг за 1 схемою
Епюри внутрішніх зусиль
а)Епюра поздовжніх сил (кН)
б)Епюра моментів (кНм)
в)Епюра поперечних сил (кН)
3)Сніг за 2 схемою:
Епюри внутрішніх зусиль
а)Епюра поздовжніх сил (кН)
б)Епюра моментів (кНм)
в)Епюра поперечних сил (кН)
4)Вітрове навантаження:
Епюри внутрішніх зусиль
а)Епюра поздовжніх сил (кН)
б)Епюра моментів (кНм)
в)Епюра поперечних сил (кН)
Розрахункові зусилля в стержнях від дії зовнішнього навантаження
1)Власна вага плит покриття
Усилия | |||||
№ элем | № сечен | N (кН) | My (кН*м) | Qz (кН) | № загруж |
61.275 | 0.000 | 0.000 | |||
61.275 | 0.000 | 0.000 | |||
61.275 | 0.000 | 0.000 | |||
40.393 | 0.000 | 0.000 | |||
40.393 | 0.000 | 0.000 | |||
40.393 | 0.000 | 0.000 | |||
40.393 | 0.000 | 0.000 | |||
40.393 | 0.000 | 0.000 | |||
40.393 | 0.000 | 0.000 | |||
61.275 | 0.000 | 0.000 | |||
61.275 | 0.000 | 0.000 | |||
61.275 | 0.000 | 0.000 | |||
- 16.758 | 0.000 | 0.000 | |||
- 16.758 | 0.000 | 0.000 | |||
- 16.758 | 0.000 | 0.000 | |||
- 16.758 | 0.000 | 0.000 | |||
- 16.758 | 0.000 | 0.000 | |||
- 16.758 | 0.000 | 0.000 | |||
- 72.063 | 0.000 | 8.379 | |||
- 68.392 | 12.007 | 0.000 | |||
- 64.721 | 0.000 | - 8.379 | |||
- 64.725 | 0.000 | 8.379 | |||
- 61.054 | 12.007 | 0.000 | |||
- 57.383 | 0.000 | - 8.379 | |||
- 57.383 | 0.000 | 8.379 | |||
- 61.054 | 12.007 | 0.000 | |||
- 64.725 | 0.000 | - 8.379 | |||
- 64.721 | 0.000 | 8.379 | |||
- 68.392 | 12.007 | 0.000 | |||
- 72.063 | 0.000 | - 8.379 | |||
- 36.592 | - 6.846 | 1.369 | |||
- 36.592 | - 3.423 | 1.369 | |||
- 36.592 | 0.000 | 1.369 | |||
- 36.592 | 6.846 | - 1.369 | |||
- 36.592 | 3.423 | - 1.369 | |||
- 36.592 | 0.000 | - 1.369 | |||
20.885 | 0.000 | 0.000 | |||
20.885 | 0.000 | 0.000 | |||
20.885 | 0.000 | 0.000 | |||
20.885 | 0.000 | 0.000 | |||
20.885 | 0.000 | 0.000 | |||
20.885 | 0.000 | 0.000 |
2)Сніг за 1 схемою
Усилия | |||||
№ элем | № сечен | N (кН) | My (кН*м) | Qz (кН) | № загруж |
197.283 | 0.000 | 0.000 | |||
197.283 | 0.000 | 0.000 | |||
197.283 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
197.283 | 0.000 | 0.000 | |||
197.283 | 0.000 | 0.000 | |||
197.283 | 0.000 | 0.000 | |||
- 53.956 | 0.000 | 0.000 | |||
- 53.956 | 0.000 | 0.000 | |||
- 53.956 | 0.000 | 0.000 | |||
- 53.956 | 0.000 | 0.000 | |||
- 53.956 | 0.000 | 0.000 | |||
- 53.956 | 0.000 | 0.000 | |||
-232.02 | 0.000 | 26.978 | |||
-220.20 | 38.658 | 0.000 | |||
-208.38 | 0.000 | - 26.978 | |||
-208.39 | 0.000 | 26.978 | |||
-196.57 | 38.658 | 0.000 | |||
-184.75 | 0.000 | - 26.978 | |||
-184.75 | 0.000 | 26.978 | |||
-196.57 | 38.658 | 0.000 | |||
-208.39 | 0.000 | - 26.978 | |||
-208.38 | 0.000 | 26.978 | |||
-220.20 | 38.658 | 0.000 | |||
-232.02 | 0.000 | - 26.978 | |||
-117.81 | - 22.043 | 4.409 | |||
-117.81 | - 11.022 | 4.409 | |||
-117.81 | 0.000 | 4.409 | |||
-117.81 | 22.043 | - 4.409 | |||
-117.81 | 11.022 | - 4.409 | |||
-117.81 | 0.000 | - 4.409 | |||
67.242 | 0.000 | 0.000 | |||
67.242 | 0.000 | 0.000 | |||
67.242 | 0.000 | 0.000 | |||
67.242 | 0.000 | 0.000 | |||
67.242 | 0.000 | 0.000 | |||
67.242 | 0.000 | 0.000 |
3)Сніг за 2 схемою
Усилия | |||||
№ элем | № сечен | N (кН) | My (кН*м) | Qz (кН) | № загруж |
180.476 | 0.000 | 0.000 | |||
180.476 | 0.000 | 0.000 | |||
180.476 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
130.053 | 0.000 | 0.000 | |||
214.091 | 0.000 | 0.000 | |||
214.091 | 0.000 | 0.000 | |||
214.091 | 0.000 | 0.000 | |||
- 40.467 | 0.000 | 0.000 | |||
- 40.467 | 0.000 | 0.000 | |||
- 40.467 | 0.000 | 0.000 | |||
- 67.445 | 0.000 | 0.000 | |||
- 67.445 | 0.000 | 0.000 | |||
- 67.445 | 0.000 | 0.000 | |||
-210.71 | 0.000 | 20.234 | |||
-201.85 | 28.993 | 0.000 | |||
-192.98 | 0.000 | - 20.234 | |||
-192.99 | 0.000 | 20.234 | |||
-184.13 | 28.993 | 0.000 | |||
-175.26 | 0.000 | - 20.234 | |||
-194.24 | 0.000 | 33.723 | |||
-209.02 | 48.322 | 0.000 | |||
-223.79 | 0.000 | - 33.723 | |||
-223.77 | 0.000 | 33.723 | |||
-238.55 | 48.322 | 0.000 | |||
-253.32 | 0.000 | - 33.723 | |||
-103.09 | - 22.043 | 4.409 | |||
-103.09 | - 11.022 | 4.409 | |||
-103.09 | 0.000 | 4.409 | |||
-132.54 | 22.043 | - 4.409 | |||
-132.54 | 11.022 | - 4.409 | |||
-132.54 | 0.000 | - 4.409 | |||
50.431 | 0.000 | 0.000 | |||
50.431 | 0.000 | 0.000 | |||
50.431 | 0.000 | 0.000 | |||
84.052 | 0.000 | 0.000 | |||
84.052 | 0.000 | 0.000 | |||
84.052 | 0.000 | 0.000 |
4)Вітер
Усилия | |||||
№ элем | № сечен | N (кН) | My (кН*м) | Qz (кН) | № загруж |
- 15.644 | 0.000 | 0.000 | |||
- 15.644 | 0.000 | 0.000 | |||
- 15.644 | 0.000 | 0.000 | |||
- 11.552 | 0.000 | 0.000 | |||
- 11.552 | 0.000 | 0.000 | |||
- 11.552 | 0.000 | 0.000 | |||
- 11.552 | 0.000 | 0.000 | |||
- 11.552 | 0.000 | 0.000 | |||
- 11.552 | 0.000 | 0.000 | |||
- 19.130 | 0.000 | 0.000 | |||
- 19.130 | 0.000 | 0.000 | |||
- 19.130 | 0.000 | 0.000 | |||
3.285 | 0.000 | 0.000 | |||
3.285 | 0.000 | 0.000 | |||
3.285 | 0.000 | 0.000 | |||
6.082 | 0.000 | 0.000 | |||
6.082 | 0.000 | 0.000 | |||
6.082 | 0.000 | 0.000 | |||
17.931 | 0.000 | - 1.642 | |||
17.211 | - 2.353 | 0.000 | |||
16.492 | 0.000 | 1.642 | |||
16.492 | 0.000 | - 1.642 | |||
15.773 | - 2.353 | 0.000 | |||
15.053 | 0.000 | 1.642 | |||
17.021 | 0.000 | - 3.041 | |||
18.354 | - 4.358 | 0.000 | |||
19.686 | 0.000 | 3.041 | |||
19.685 | 0.000 | - 3.041 | |||
21.017 | - 4.358 | 0.000 | |||
22.349 | 0.000 | 3.041 | |||
8.699 | 14.967 | - 5.867 | |||
8.699 | 3.892 | - 2.993 | |||
8.699 | 0.000 | - 0.120 | |||
11.754 | 10.174 | - 4.190 | |||
11.754 | 2.393 | - 2.035 | |||
11.754 | 0.000 | 0.120 | |||
- 4.094 | 0.000 | 0.000 | |||
- 4.094 | 0.000 | 0.000 | |||
- 4.094 | 0.000 | 0.000 | |||
- 7.580 | 0.000 | 0.000 | |||
- 7.580 | 0.000 | 0.000 | |||
- 7.580 | 0.000 | 0.000 |
Всі розрахунки здійснюються згідно з ДСТУ Б В.2.6-184:2012 «Проектування будівельних конструкцій з цільної та клеєної деревини» і містять посилання на даний нормативний документ.
Розрахунок колони
Геометричні характеристики:
А=bxh=14х48=672 см2=0,0672 м2
W= см3=0,005376 м3
Розрахункові характеристики клеєної деревини: другого сорту, згинанню, стискуванню, зминанню вздовж волокон
Розрахункові опори визначаємо окремо для дії вітрового, снігового і постійного навантаження.
Визначаємо базовий розрахунковий опір клеєної деревини
Колону приймаємо із деревини 2 сорту з розмірами перерізу b=14 см і h=48 см
=15 МПа
Коефіцієнт kmod приймаємо в залежності від типу навантаження
kmod=0,8 – постійне
kmod=1,05 – сніг(короткочасне)
kmod=1,2 – вітер(короткочасне)
kg – залежить від строку експлатації конструкції
Приймаємо kg=1
kh – залежить від висоти перерізу
Приймаємо kh=1
Klam – залежить від товщини шару клеєної конструкцій(приймаємо 12 дошок товщиною 40 мм)
Провівши інтерполяцію, приймаємо klam=0.96
Виконуємо обчислення розрахункових опорів для всіх типів навантажень
1)Постійне
МПа
2)Сніг(короткочасне)
МПа
3)Вітер(короткочасне)
МПа
Виконуємо перевірку міцності:
Визначення напружень від дії кожного навантаження
За даними розрахунку можна зробити висновок що колона витримає спричинене на неї навантаження і матиме достатній запас стійкості.