Розрахунок дерев’яної балки за міцністю
Практичне заняття № 07
Розрахунок дерев’яної балки за міцністю
Змн. |
Аркуш Лист |
№ документа |
Підпис Разраб. |
Дата |
Аркуш |
. |
5.06010101 ПР 07 Провер. |
Розробив |
. |
Викладач ПодпКлековкин ись |
Коростельова |
Реценз. |
. |
Розрахунок дерев’яної балки за міцністю |
Літ. |
Аркушів |
ДДКБМА гр. БЕ |
Практичне заняття № 07
Розрахунок дерев’яної балки за міцністю
Завдання:Підібрати переріз дерев'яної балки перекриття; схема спирання балок - рис. 1. Крок балок «а». Навантаження на 1 м2 перекриття qn перекриття; q перекриття. Тимчасова навантаження на перекриття: повне значення =1,5кПа; знижене значення
=0,3кПа. Довжина вантажної площі дорівнює кроку балок: l гр = 1,2 м.
1. Вихідні дані:
Таблиця 7.1-Вихідні дані
Початкові літери прізвища, імені, по- батькові | Крок балок , м | Навантаження на 1м2 перекриття, кН/м2 | Назва приміщення | Довжина балки l м | Порода деревини | Сорт деревини | |
Характеристичні значення навантажень, qn перекриття | Розрахункові значення навантажень, q перекриття | ||||||
( Примітка: приймаємо з додатку А, таблиця А.1)
Рисунок 7.1-Розрахункова схема балки та обпирання балки
(приклад оформлення рисунка 1дивись додаток Б, рисунок Б.1).
Зм мм. |
Лист |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Лист |
5.06010101 ПР 07 |
2. Послідовність розрахунку
2.1. Знаходимо тимчасове навантаження на перекриття (додатку А, таблиця А.2):: повне значення . рn = _____ кПа; знижене значення qnl = _________ кПа.
2.2. Попередньо приймаємо власну вагу одного метра балки:
gn балки= 0,25 кН/м; f= 1,1;
gбалки = gnбалкиf= кН/м;
2.3. Збираємо навантаження на погонний метр балки з урахуванням її власної ваги:
qn = qn перекриття l гр + gn балки = кН/м;
q1 = q перекриття l гр + gбалки = КН/М.
2.4. З урахуванням коефіцієнта надійності за відповідальністю n = 0,95 розрахункове навантаження на погонний метр балки дорівнює
q = q1 n = кН/м.
2.5. Визначаємо розрахункова довжина балки згідно додатку В:
l0 = l - 2 (lоп /2) – = мм.
Де: =20 мм, lоп = 180мм.
2.6. Визначаємо максимальні значення поперечної сили і згинального моменту:
Q= q l0 /2 = кН;
М= q l02 /8 = кНм.
2.7. Приймаємо розміри перерізу більше 13см. Визначаємо розрахунковий опір вигину (додаток А., таблиця А.3)
Ru = _______МПа = Ru /10=_________ кН/см2;
розрахунковий опір сколюванню
Rск = _______ МПа = Rск/10=_________ кН/см2
2.8. По таблиці. А.4 визначаємо перехідний коефіцієнт від деревини сосни, ялини до деревини ___________ mп = ___________.
Розрахункові опори з урахуванням коефіцієнта m п рівні:
Зм мм. |
Лист |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Лист |
5.06010101 ПР 07 |
Ru = Ru mп = МПа = Ru/10= кН/см2;
Rск = Rск mп = МПа = Rск/10= кН/см2.
Зм мм. |
Лист |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Лист |
5.06010101 ПР 07 |
2.9. Визначаємо необхідний момент опору,
Wx = М(100)/ Ru = см3.
2.10. Прийнявши ширину балки b=15 см, визначаємо необхідну висоту балки:
=
см.
2.11. Приймаємо перетин балки з урахуванням розмірів, рекомендованих сортаментом пиломатеріалів (Додаток А, таблиця А.5): b = ____ см; h = ___ см.
2.12. Виробляємо перевірку прийнятого перерізу:
а) визначаємо фактичні значення: моменту опору, статичного моменту інерції і моменту інерції балки
=0.5bh
=
б) перевіряємо міцність за нормальними напруженням:
в) перевіряємо міцність по дотичним напруженням:
Висновок:_________________________________________________________;
г) перевіряємо прогини:
• визначаємо прогин по конструктивним вимогам:
Е= 1000 кН/см2
· граничний прогин по конструктивним вимогам
fu = l/150 = см;
де l- довжина балки в см.
f = _______ см < fu = __________ см - прогин балки в межах норми;
Зм мм. |
Лист |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Лист |
5.06010101 ПР 07 |
кН/м
___________кН/см;
• Граничний прогин визначаємо з урахуванням інтерполяції, для довжини балки _____ м (таблиця. А.6) fu=l/_____ = см.
f= _______ см < fu = _______см — прогин балки в межах норми.
Висновок______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Додаток А
Таблиця А.1-Вихідні дані
Початкові літери прізвища, імені, по- батькові | Крок балок , м | Навантаження на 1м2 перекриття, кН/м2 | Назва приміщення | Довжина балки l., м | Порода деревини | Сорт деревини | |
Характеристичні значення навантажень, qn перекриття | Розрахункові значення навантажень, q перекриття | ||||||
А,Й,У | 0,9 | 1,5 | 4,3 | Лікарня | 6,0 | Лиственница | |
Б,К,Ф | 1,0 | 1,6 | 2,0 | Житловий будинок | 5,8 | кедр | |
В,Л,Х | 1,1 | 1,7 | 2,3 | Школа | 5,6 | ялиця | |
Г,М,Ц | 1,2 | 1,8 | 2,5 | Універмаг | 5,5 | дуб | |
Д,Н,Ч | 1,3 | 1,9 | 2,6 | Поліклініка | 5,3 | ясен | |
Е,О,Ш | 1,4 | 2,0 | 3,0 | Спальний корпус | 5,0 | акація | |
Є,П,Щ | 1,5 | 2,1 | 3,5 | Адміністративна будівля | 4,8 | береза | |
Ж,Р,І | 1,0 | 2,2 | 3,9 | Житловий будинок | 4,6 | в'яз | |
З,С,Ю | 1,1 | 2,3 | 4,0 | Обчислювальний центр | 4,4 | дуб | |
І,Т,Я | 1,2 | 2,4 | 4,1 | Будинок побуту | 4,2 | Кедр сибірський |
Примітка:
Вихідні дані слід приймати за першими буквами прізвища-з колонки 1,3,5; імені –2,4; по батькові-6,7.
Додаток А
Таблица А.2 - Тимчасові навантаження на перекриття
Будинки й приміщення | Характерестичне значення навантаження r, кПа | |
повне | зніжене | |
1. Квартири житлових будинків; спальні приміщення дитячих дошкільних закладів і шкіл-інтернатів; житлові приміщення будинків відпочинку і пансіонатів, гуртожитків і готелів; палати лікарень і санаторіїв; тераси | 1,5 | 0,3 |
2. Службові приміщення адміністративного, інженерно-технічного, наукового персоналу організацій і установ; класні приміщення установ освіти; побутові приміщення (гардеробні, душові, умивальні, вбиральні) промислових підприємств і громадських будівель і споруд | 2,0 | 0,7 |
3. Кабінети та лабораторії закладів охорони здоров'я, лабораторії установ освіти, науки; приміщення електронно-обчислювальних машин; кухні громадських будівель; технічні поверхи; підвальні приміщення | 2,0 | 1,0 |
4. Зали: | ||
а) читальн | 2,0 | 0,7 |
б) обідні (в кафе, ресторанах, їдалень | 3,0 | 1,0 |
в) зборів і нарад, очікування, зорові і концертні, спортивні | 4,0 | 1,4 |
г) торгові, виставкові та експозиційні | Не менш 4,0 | Не менш 1,4 |
Таблиця А.3- Розрахункові опори для сортів деревини
Напружений стан і характеристика елементов | позначення | Розрахункові опори, МПа, для сортів деревини | ||
1.Вигин, стиснення і зминання вздовж волокон: | ||||
а) елементи прямокутного перетину (за винятком зазначених у підпунктах «б», «в») висотою до 50 см | Rи, Rс, Rсм | 14 | 13 | 8,5 |
б) елементи прямокутного перетину шириною понад 11 до 13 см при висоті перерізу понад 11 до 50 см | Rи, Rс, Rсм | 15 | 14 | 10 |
в) елементи прямокутного перетину шириною понад 13 см при висоті перерізу понад 13 до 50 см | Rи, Rс, Rсм | 16 | 15 | 11 |
г) елементи з круглих лісоматеріалів без врізок в розрахунковому перерізі | Rи, Rс, Rсм | _ | 16 | 10 |
2. Розтягнення вздовж волокон: | ||||
а) не клеєні елементи | Rр | 10 | 7 | _ |
б) клеєні елементи | Rр | 12 | 9 | _ |
3. Стиснення і зминання по всій площі поперек волокон | Rс90, Rсм90 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
4. Зминання поперек волокон місцеве: | ||||
а) в опорних частинах конструкцій, лобовому врубками і вузлових примиканнях елементів | Rсм90 | 3 | 3 | 3 |
б) під шайбами при кутах смятия від 90 до 60 ° | Rсм90 | 4 | 4 | 4 |
5. Сколювання вздовж волокон: | ||||
а) при вигині неклеених елементів | Rск | 1,8 | 1,6 | 1,6 |
б) при вигині клеєних елементів | Rск | 1,6 | 1,5 | 1,5 |
в) в лобовому врубками для максимальної напруги | Rск | 2,4 | 2,1 | 2,1 |
г) місцеве в клейових з'єднаннях для максимальної напруги | Rск | 2,1 | 2,1 | 2,1 |
Таблиця А.4- Перехідний коефіцієнт mп
коефіцієнт mп для розрахункових опорів | |||
деревні породи | розтягуванню, вигину, стиску і зім'яту вздовж волокон Rр, Rи, Rс, Rсм | стисненню і смятию поперек волокон Rс90, Rсм90 | сколюванню Rск |
Хвойні | |||
1. Лиственница, крім європейської та японської | 1,2 | 1,2 | |
2. Кедр сибірський, крім Красноярського краю | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
3. Кедр Красноярського краю, сосна Веймутова | 0,65 | 0,65 | 0,65 |
4. Ялиця | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
тверді листяні | |||
5. Дуб | 1,3 | 1,3 | |
6. Ясень, клен, граб | 1,3 | 1,6 | |
7. Акація | 1,5 | 2,2 | 1,8 |
8. Береза, бук | 1,1 | 1,6 | 1,3 |
9. В'яз, ільм | 1,6 | ||
м'які листяні | |||
10. Вільха, липа, осика, тополя | 0,8 | 0,8 |
Таблиця А.5 - Рекомендований сортамент пиломатеріалів для дерев'яних конструкцій
Товщина, мм | Ширина, мм | ||||||
- | - | - | - | ||||
- | |||||||
- | |||||||
- | |||||||
- | |||||||
- | |||||||
- | - | - | |||||
- | - | - | - | ||||
- | - | - | - | - | - |
Таблиця А.6 Граничні прогини відповідно до естетико-психологічними вимогами
Проліт/, м | граничні прогини f. | Навантаження, які необхідно приймати для визначення прогину |
l1 | l/120 | розрахунок ведуть по нормативному значенню постійних і тимчасових тривалих навантажень |
l=3 | l//150 | |
l=6 | l//200 | |
l=24 | l//250 | |
l 36 | l//300 |
Додаток Б.
Схема обпирання балки
Рисунок Б.1 Приклад оформлення рисунка 1
Додаток В
Визначення розрахункової довжини балки.
Відстань між серединами опорних ділянок вважається розрахунковою довжиною балки l0 або розрахунковим прольотом
l0 = l - 2 (lоп /2) – , мм
l- відстань між разбівочними вісями; l св- відстань між опорами в світлу; l0-розрахунковий проліт; lоп - опорна ділянка; - відстань від осі до краю елемента
Рисунок В.1 Схема визначення розрахункового прольоту балки
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. ДБН В.1.2-2:2006. Навантаженні і впливи: Норми проектування. – Офіц. вид. – На заміну СНиП 2.01.07-85, крім розд. 10, який замінено ДСТУ Б В.1.2-3:2006. Чинний з 01.01.2007р. – К.: Мін буд України, 2006. – 60с. – (Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів). – Укр. та рос. мовами.
2. ДСТУ Б В.1.2-3:2006. Прогини і переміщення. Вимоги проектування. – Офіц. вид. – На заміну СНиП 2.01.07-85, розд. 10. Чинний з 01.01.2007р. – К.: Мін буд України, 2006. – 60с. – (Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів). – Укр. та рос. мовами.
3. Индустриальные деревянные конструкции / Под. ред. канд. техн. наук проф. Ю.В. Слицкоухого. — М.: Стройиздат, 1991
4. Сетков В.И., Сербии Е.П. С 33 Строительные конструкции: Учебник. — 2-е изд., доп. и испр. — М.: ИНФРА-М, 2005. — 448 с. — (Среднее профессиональное образование).
5. ДБН В.2.6-161:2010. Конструкції будинків і споруд. Дерев’яні конструкції. Основні положення. – Офіц. вид. – Чинний з 01.09.2011р. – К.: Мін буд України, 2011. – 106с.