Умова виконується Вимогу жорсткості задоволено!!
Розв*язок
Визначаємо діючі навантаження з урахуванням власної ваги балки і навантажень на прогони.
gн в.в = 0.079 Kн/м²
g= 2.04 Kн/м²
Знаходимо інтенсивність погонного навантаження на балку
q = (2.04+0.079*1.1)*6=12,7614 Kн/м²
Знаходимо висоту поперечного перерізу балки в середині прольоту:
hсер= l/10=12/10=1.2 м
Призаданому ухилі висота в середині прольоту буде hоп= hсер– і*І/2=1,2-1/12*12/2=0,7 м
Товщину фанерної стінки приймаємо рівною. Берем приблизно ф =1,5 см
Ширину поясів приймаємо bп =16 см
А висоту верхнього і нижнього поясів приймаємо однаково рівними hп.д=15 см:
Чотири шари дощок по 3,75 см кожна
X=l(
= h´оп /і*І
h´оп=hоп hп.д
(0,7-0,15)*12/1*12=0,55
X = 12(0.55*(1+0,55) ` – 0,55)=4.48 м
Знаходимо висоту балки в розрахунковому перерізі
hх=hоп+і * х=0,7+ *4.48= 1,073 м
Визначаємо згинальний момент у перерізі Х
Мх =g × Х(І-Х)/2
Мх= =214,963 Кн/м
Для прийняття цього згинального моменту необхідний момент опору приведений до матеріалу фанерної стінки
Wпр.ф.=Мх/Rрф = =25590 см²
Rрф - 8,4 Мпа-розрахунковий опір фанери
Момент опору відповідає момент інерції по фанері
Iпр.ф.= Wпр.ф* hх /2= =1372903,5 см
Необхідну величину моменту інерції знаходимо з формули
Iд=( Iпр.ф- Iф.)*Еф/Ед
Еф=9*10000
Ед=100000
Iф= Iф=308844
I=bh³/12
Iд=(1372903,5-308844)* =957653,55 см
Момент інерції дерев*яних поясів балки висотою14 см дорівнює
Iд.п = 16* =1031314.8 см
1031314,8> 957653,55
Iд.п>Iд
Виконуємо перевірку міцності поясів на дію нормальних напружень при вигині в перерізі Х
Wпр.ф.= (Iд.п+ Iф* Еф/Ед)*2/ hх
Wпр.ф = =24404см³
В такому випадку розтягуючі(стискаючі)напруження в поясах від вигину будуть
д=Мх/Wпр.ф=
=8,8 мПа
8,8<10 мПа
ф=
д*Еф/Ед= 8,8*90000/100000=7,92 мПа
7,92< 8,4 мПа
Міцність у небезпечному перерізі деревини поясів і фанерної стінки забезпечена.
Перевірка стійкості стиснутого поясу балки з площини вигину
По балках покладені спарені прогони з відстаню між ними , які прикріплюються до верхнього поясу балки
bп=0,8 м
a=0,4м
Приймаэмо Іо=0,8м=80см
Вираховуємо прогин
у=Іо/0,29*І=80/0,29*12=23
у=1-0,8(
у/100) ²=1-0,8*(23/100) ²=0,958
Тоді з урахуванням у , що дорівнює 0.958 стискаючі напруження в деревині поясу будуть
с=
д/
у= 8,8/0,958=9,1 мПа
9,1<14 мПа(Rc.д)
Тобто стійкість верхнього поясу балки з площини вигину забезпечено
Перевірка фанерної стінки в опорній панелі
Відстань між осями ребер жорткостів опорній панелі а=40 см
Розрахункова висота стінки
hст=h+i*a/2-2hп
hст=70+1/12 *40/2- 2*15=70+40/24-30=41,6 см
Отже умова а hст для опорної панелі виконується
hcт/ ф=41,6/1,5=27,73 <80
Тобто перевІрка фанери стінки на міцність непотрібна
Перевіряємо міцність фанерної стінки на зріз
Знаходимо велчину максимальної поперечної сили
Qmax= =12,7614*12/2=76,568
Визначаємо статичний момент половини перерізу фанерної стінки в опорному перерізі
Sф=2 ф *hоп
/ 8= 2*1,5*70
/8=1837,5 см³
Визначаэмо ститичний момент одного дерев*яного пояса в опорному перерізі
Sд=bn*hn(hon*hn/2) =16*15(70-15)/2=6600
Cтатичний момент опорного перерізу приведений до матеріалу стінк, тобто до фанери
Sпр.ф= Sф+ Sд*Ед/Еф=1837,5+6600*100000/90000=9170,83 см³
Момент інерції фанерної стінки в опорному перерізі
Iф=2 ф *hоп
/ 12= 2*1,5*70³/12=85750
Момент інерції дерев*яних поясів в опорному переріз
Iд=bn(hon³-(hon-2hn) ³)/12=16*(70³-(70-2*15) ³) / 12=372000 см
Момент інерції опорного перерізу балки приведений до фанери
Iпр.ф= Iф+ Iд* Ед/Еф=85750+372000*10/9=499083
max =
= 4,69
max 4,69 <6
Умова міцності забезпечена
Для опорного перерізу = 0, і, отже при перевірці головних розтягуючих напружень
=45
тому р.ф.45=
max = 4,69 мПа,
Перевірємо міцність клеєвого з*єднання стінкиз поясом на зсуви
=Qmax* Sд*Ед/ (Еф * Iпр.ф*2hn)=
=0,375
Тобто міцністьзабезпечена
Перевіряємо жорсткість прийнятого переріз балки
f0= =0,942
Шукаємо прогин Iпр.ф по всіій конструкції
Iпр.ф= +
* Ед/ Еф=
+
*100000/90000 = 432000+1332000*1,1=1912000
K-коефыцыэнт , що враховуэ вплив змынноъ висоти балки на її жорсткість
К= 0,4+0,6 *h´on/h´cep =0,4+0,6*55/105=0,714
C-коеф., що враховуэ вплив деформ.зсуву на жорсткысть балки
С=(45,3-6,9*hon/hcep)* =(45,3-6,9*70/120)*1,33=54,9
=Fпоясів/Fстінки=1,33
f0- прогин балки від навантаження
f = f0/К *(1+С(hс/1500)²)=0,942/0,714*(1+54,9(120/1500)²)=1,78
Первірка
f/ l= <1/300
1,78/1200=0,001483
0,00148 <0,00333
Умова виконується Вимогу жорсткості задоволено!!