Расчет стропильной конструкции
Требуется спроектировать бесчердачное покрытие над отапливаемым общественным зданием. Кровля состоит из клеефанерных панелей. Изготовление конструкции заводское. Материал – сосновые доски второго сорта. Клеё резорциновый марки РФ-12.
Выборконструкций покрытий.
В качечтве несущей крнструкции покрытия принимаю клеенную дощатые балки двускатного очертания с уклоном верхней кромки 1:10. расстановка балок в здании через 4,5 м. при ширине здания 12 м., принимаем расчетный прлет 11,7 м. утепленные панели клеефанерной конструкции укладывают непосредственно на балки. Продольная неизменяемость системы обеспечивается прикреплением панелей к балкам и постанлвкой горизонтальных связей в торцах и через 24 метра.
Нагрузки на балку.
При определение нагрузки на балку ввиду малости угла наклона можно считать, что вес на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия равен весу, приходящемуся на 1 м2 поверхности покрытия. Нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции приведены в таблице 2.
Собственный вес балки определен из выражения:
gнсв=(421+562,5)/((1000/6,45*11,7)-1)=80,3 Н/м2
Таблица 2.
| Вид нагрузки | Нормативное значение | Коэффициент надежности по нагрузке gf | Расчетное значение |
| Постоянные: Утеплееная клеефанерная панель. 1. Кровля рубероидная 3 слоя 2. Фанера ФСФ 2*0,008*7 3. Каркас из сосновой древесины: Прод.рёбра – 5*(4*0,117*,042)/4,48 Попереч.рёбра–5*(3*0,092*0,042)/1,48 4. Утеплитель – (0,08*0,423/0,465)*1 5. Пароизоляция – 0,02 Собственный вес балки. Итого: Временные: 1. Снеговая Всего: | 0,12 0,112 0,083 0,013 0,073 0,02 0,08 0,501 0,5625 1,064 | 1,3 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,6 | 0,148 0,123 0,091 0,014 0,087 0,022 0,088 0,573 0,9 1,473 |
Коэффмциент надежности по нагрузки для снега (ранее расчитан), составил величину равную 1,6. нагрузка на 1 м. балки: нормативная qн= 1 064*4,5=4 790 Н/м; расчётная qр=1 473*4,5=6 630 Н/м.
Конструкция балки.
Балка дощато-клееная, двускатная. Уклон 1:10. Изготовлена из сосновых досок второго сорта, размером 150*40 мм. После фрезерования доски будут иметь размер 134*33 мм. Высота балки в середине и на опоре должна быть кратной толщине доски, т.е. 33 мм.
Принимаем высоту балки в середине, равной примерно hср=1/10* l =1221 мм., что составляет 37 досок, а высоту балки на опоре: hоп=1221-0,1(12000/2)=621 мм, принимаю 19 досок , что составляет 19*33=627 мм. Расчётный пролет балки l=11,7 м.
Статический расчёт.
Опорная реакция балки: А=Б=qрl/2=6 630*11,7/2=38 786 Н
Расстояние от левой опоры до сечения с наибольшим нормальными напряжениями: х=lhоп/2hср=1170*62,7/2*122,1=300 см.
Момент в сечении х=300 см:
Мх=38 786*3-6 630*32/2=86 532 Нм
Высота балки в сечении х=300 см:
yx=hоп+(hср- hоп)2х/l = (62,7+ (122,1-62,7)*2*300)/1170=93,2 см
Число целых досок n=93,2/3,3=28 штук. Расчётная высота ухр=3,3*28=92,4
Момент сопротивления в сечении х=300 см:
Wx=13,4*92,42/6=19 065 см3
Максимальное напряжение
σ = Мх/Wxm6=86 532/(19 065*0.869)=5.3<15 МПа
Момент инерции балки в опорном сечении:
Iоп=bh3оп/12=13,4*62,73/12=275 249 см4
Момент инерции в среднем сечении:
Iср=13,4*122,1/12=2 032 687 см4
Статический момент в опорном сечении балки:
Sоп=bhоп2/8=6585 см3
Касательные напряжения в опорном сечении балки:
τ= QSоп/Iопb=38 786 *6585/13,4*275 249=0,69МПа<1,5МПа
Проверка устойчивости плоской формы деформирования.
В качестве связей применяем полураскосную систему с расстоянием между ригелями 1,95 м. Связи расположены со стороны сжатой кромки балки.
σ=М/Wxm6φм=86 532/19065*0,869*1,488=3,51<15МПа
φм=(140b2/hl)-кф*кпер=140*13,4*1,5*0,717/92,4*195=1,488
коэффициент, зависящий от формы эпюры моментов, по эпюре 2 табл.2 прил.4 СНиП 2-25-80 при моментах для х=4,95 м:
М4,95=226 556,5 Нм
И для х=1,5 м:
М1,05=75821,6Нм
α = 75821,6/226556,5=0,335; кф=1,75-0,75*0,335=1,5
коэффициент учитывающий переменность по высоте:
кпер=(hоп/hср)1/2=√62,7/122,1=0,717
прогиб балки определяют с учётом переменного сечения:
f0/lкж=5qнl3/384EJmaxкж=5*47.9*11703/
Коэффициент переменности сечения для дощато-клеенной балки прямоугольного сечения:
кж=0,15+0,85hоп/hср=0,15+0,85*62,7/122,1=0,586
Приведенный момент инерции:
Iпр=Imax*кж=2 032 687*0.585=1 191 154см4
Полный относительный прогиб:
f/l=1*[1+c(122.1/1170)2]=1*(1+17,35*0,011)/603=1/507<1/300
Коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы:
с=15,4+3,8(62,7/122,1)=17,35
определение ширины опоры: а=А/Rсм*b=38786/300*13,4=10 см.