Расчетные характеристики материалов.

Для фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ семислойной толщиной 10 мм по таблице 10 и 11 СНиП II-25-80 имеем:

расчетное сопротивление растяжению R_ф.р. =14МПа;

расчетное сопротивление сжатию R_фс = 12МПа;

расчетное сопротивление скалыванию R_ф.ск. = 0,8МПа;

модуль упругости Е_ф = 9000 МПа;

расчетное сопротивление изгибу R_ф.и. = 6,5 МПа.

Для древесины ребер по СНиП II-25-80 имеем модуль упругости Е_др = 10000МПа.

 

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕЧЕНИЯ ПАНЕЛИ.

Приведенная расчетная ширина фанерных обшивок согласно СНиП II-25-80 п.4.25:

Геометрические характеристики поперечного сечения клеефанерной панели приводим к фанерной обшивке. Приведенный момент инерции поперечного сечения панели:

Приведенный момент сопротивления поперечного сечения панели:

ПРОВЕРКА ПАНЕЛИ НА ПРОЧНОСТЬ.

Максимальный изгибающий момент в середине пролёта:

Напряжение в растянутой обшивке:

где 0,6 – коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры в растянутом стыке.

Расчет на устойчивость сжатой обшивки производим по формуле:

При расстоянии между продольными ребрами в свету с₁ = 0,319-0,042= =0,277м и толщине фанеры δ_ф = 0,01 м:

, тогда

Напряжение в сжатой обшивке: .

Расчет на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки (в пределах ширины продольных ребер) производим по формуле:

Поперечная сила равна опорной реакции панели:

Приведенный статический момент верхней фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

Расчетная ширина клеевого соединения:

Касательные напряжения будут:

 

ПРОВЕРКА ПАНЕЛИ НА ПРОГИБ.

Относительный прогиб панели:

где – предельный прогиб в панелях покрытия согласно табл.16 СНиП II-25-80.

РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ ПРОЛЕТА А-Б.

ПЯТИУГОЛЬНАЯ ТРАПЕЦЕИДАЛЬНАЯ МЕТАЛЛОДЕРЕВЯННАЯ ФЕРМА.

Расчетная длина фермы:

где L – ширина пролета А-Б; L = 18м (по заданию).

Определим высоту фермы: → 3,2 ÷ 2,74 → принимаем

 

Принимаем на одно крыло фермы 7 плит покрытия.

Расчетная ширина плиты:

Группа конструкций Б1. Расстояние между разбивочными осями здания 18 м, шаг В=4,4м. Ограждающие конструкции покрытия – фанерные панели размером 1,36х4,38м. Материал несущих конструкций покрытия: пиломатериал из сосны второго сорта с влажностью не более 12%, металлические элементы из стали марки ВСт3кп2 класса С38/23 (ГОСТ 380-71). Изготовление несущих конструкций покрытия – заводское.

ВЫБОР КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ.

Принимаем в качестве несущих конструкций покрытия металлодеревянную ферму с прямолинейным, неразрезным верхним поясом.

Расчетный пролет фермы l_р= 17,7 м, высота фермы h = 3,0м.

Геометрическая схема фермы, обозначения элементов фермы и узлов приведены на рис.2. Углы наклона и длины элементов фермы определены без учета строительного подъема.

Ферма разделена на 4 панели. Углы, длины элементов вычислены с помощью программы «АUTOCAD» и равны:

части верхнего пояса 3-9, 4-10, 5-13, 6-14 равны между собой и равны 4,453м;

части нижнего пояса 8-1, 11-1, 12-1, 15-1 равны между собой и равны 4,425 м;

длина стоек 2-8, 7-15 равна 2,0 м;

длина стоек 9-10, 13-14 равна 2,5 м;

длина стойки 11-12 равна 3,0 м;

длины раскосов 8-9, 14-15 равны 4,856 м;

длины раскосов 10-11, 12-13 равны 5,346 м;

угол α=6,0˚;

угол β=24,0˚;

угол ∆=3˚.

При конструировании и изготовлении фермы должен быть обеспечен строительный подъем: Пространственная жесткость покрытия обеспечивается панелями покрытия.

2.3 СБОР НАГРУЗОК.

Согласно СНиП 2.01.07-85, рассматривается только случай загружения фермы равномерно распределенными постоянной и временной нагрузками. Значения нагрузок на балку представлены в таблице 2.

 

ПОДСЧЕТ НАГРУЗКИ НА ФЕРМУ Таблица 2

Нагрузка	Нормативная, кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная, кН/м
Кровля рубероидная трехслойная, клеефанерная панель (см. табл. 1)	0,39·4,4 =1,72	1,1	1,89
Собственный вес фермы	0,23	1,1	0,25
Постоянная	1,95	-	2,14
Временная (снеговая)	1,72	0,7	4,4*0,56=2,464
Полная	3,67	-	4,60

Собственный вес фермы определяем по формуле:

, где k_св = 3,5 – для пролета 18 м.

Согласно СНиП 2.01.07-85 нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м² горизонтальной проекции покрытия определяют по формуле . Для принятого профиля крыши с уклоном i=0,1 (α=3˚) μ=1 (см. СНиП 2.01.07-85, прил.3). Для I снегового района расчетное значение веса снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности земли S₀=0,56кН/м². При шаге ферм B=4,4м; . Согласно изменению №2 СНиП 2.01.07-85, п.5.7: нормативное значение снеговой нагрузки получаем умножением расчетного значения на коэффициент 0,7: .

Расчетная нагрузка на 1 м фермы:

постоянная q_п = 2,14 кН/м;

временная q_сн = 2,464 кН/м;

суммарная q = 4,60 кН/м.

В соответствии с принятой схемой Рис.4 фермы сосредоточенная нагрузка, приходящаяся на один узел верхнего пояса (узлы В, С, D), равна:

– постоянная;

– временная (снеговая).

Сосредоточенная нагрузка в узлах А, Е равна:

– постоянная;

– временная (снеговая).

Опорные реакции от равномерно-распределенной нагрузки на всем пролете:

от постоянной нагрузки:

от снеговой нагрузки:

Опорная реакция от равномерно-распределенной снеговой нагрузки на левой половине пролета (Рис.5):

R_л.с.сл = 21,75 кН;

R_п.с.сл = 7,25 кН;

Опорные реакции от единичных нагрузок, приложенных на левую сторону (Рис.6):

R_л.1.сл = 1,5 кН;

R_п.1.сл = 0,5 кН;

Расчетные усилия в элементах фермы приведены в таблице 3.

Расчет усилий в элементах фермы производим с помощью построения диаграммы Максвелла-Кремоны с использованием программы AutoCAD.