Шурупы(винты, болты); 5-утеплитель или уплотнитель.

 

Нормальные напряжения в верхней и нижней обшивках определяют по следующим формулам:

 

1) для верхней сжатой обшивки с учетом возможной потери её устойчивости:

 

_;

где φ_ф – коэффициент продольного изгиба фанеры:

при

при

 

где а_о – расстояние между ребрами в свету (рисунок 10);

R_фс – расчетное сопротивление фанеры сжатию;

Так как:

 

, то

 

.

 

2) для нижней растянутой обшивки с учетом снижения расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки «на ус»

 

 

где m_ф – коэффициент снижения расчетного сопротивления, принимаемый равным 0,6 – для фанеры обычной и 0,8 – для бакелизированной; при отсутствии стыков m_ф = 1;

R _фр – расчетное сопротивление фанеры растяжению;

 

 

Напряжения в ребрах плиты:

-в крайнем сжатом волокне

 

 

где y ₁= h – y_o – δ ₁=8,9–0,8=8,1 см – расстояние от нейтральной линии до крайнего сжатого волокна ребра плиты;

- в крайнем растянутом волокне

 

 

где y ₂= y_o – δ ₂=9,5-0,6=8,9 см - соответственно расстояние до крайнего растянутого волокна.

Касательные напряжения по скалыванию между шпонами фанеры в местах приклеивания ее к ребрам проверяют по формуле:

 

где Q – расчетная поперечная сила;

S_ф – статический момент обшивки относительно оси плиты,

 

 

∑b_р - суммарная ширина ребер каркаса, ∑ b_p = = 22,5 cм.

Расчетные сопротивления скалыванию клеевых швов между шпонами фанеры принимают равными:

R_фск = 0,8 МПа для водостойкой фанеры марки ФСФ;

R_фск =1,8 МПа для бакелизированной марки ФБС.

 

 

Для нижней обшивки проверку не производим в связи с тем, что F^н_ф < F^в_{ф .}

Проверяем касательные напряжения по скалыванию ребер по формуле:

 

 

где S_пр – приведенный статический момент половины сечения относительно нейтральной оси,

 

;

 

R_cк – расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон принимается равным 1,6 МПа;

 

_.

 

 

Расчет прогибов.

Относительным прогиб плиты от действия равномерно-распределенной нагрузки (нормативной) интенсивностью q^н не должен превышать величины:

 

_,

 

где – модуль упругости фанеры березовой марки ФСФ принимается равным 9000 МПа., марки ФБС - 12000 МПа.

– максимальный относительный прогиб балки, определяемый по таб. 19, СНиП 2.01.07-85.

 

_.

 

4. Расчет компенсатора.

При неравномерно приложенной нагрузке может произойти смещение продольных кромок плит относительно друг друга. Для предотвращения повреждения рулонного ковра продольные кромки стыкуются в четверть и сшиваются гвоздями (рисунок 8). Для предупреждения разрыва рулонного ковра и над стыками плит в местах их опирания на несущие конструкции опорные стыки плит необходимо устраивать с компенсаторами в виде отрезков стеклопластиковых волнистых листов толщиной 5 мм при волне 50 х 167 мм (рисунок 8). Отрезки листов прибиваются к опорным вкладышам и сверху покрываются рулонным ковром. Такие компенсаторы создают каналы, необходимые для вентиляции внутреннего пространства покрытия.

Над опорой плиты может произойти поворот торцовых кромок и раскрытие шва шириной:

 

а_ш =2 h_оп tg θ,

 

где h_оп – высота плиты на опоре;

θ – угол поворота опорной грани плиты, определяемый по формуле:

 

tg θ = _,

 

где p_расч. = МПа – полная расчетная нагрузка на плиту;

– ширина плиты, равная 150 см.

Тогда:

 

а_ш = = 0,368 см.

 

Расчет компенсатора в виде отрезков полиэфирных стеклопластиковых волнистых листов толщиной 5 мм при волне 50x167 мм (рисунок 13) произведем при а_ш = 3,68 мм. На этом же рисунке показана схема деформации компенсатора.

 

Рисунки 13. Расчетная схема компенсатора

 

Перемещение конца компенсатора при изгибе плиты:

 

,

 

где pr ³ – изгибающий момент в компенсаторе при его деформировании, определяемый через напряжение

 

_.

 

Произведем проверку нормальных напряжений:

 

_,

 

где Е_ст. – модуль упругости полиэфирного стеклопластика равный 3000 МПа;

R_cт.и – расчетное сопротивление полиэфирного стеклопластика при изгибе равное 15 МПа.

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КЛЕЕНОЙ ДОЩАТОЙ ДВУСКАТНОЙ БАЛКИ

Пример расчета клееной дощатой двускатной балки.

Требуется запроектировать клееную дощатую двухскатную балку покрытия для складского здания. Размеры здания в плане 12х52 м. Уклон кровли 0,1. Склад расположен в VI снеговом районе. Лесоматериал – березовая строительная фанера, сосновые доски и бруски. Соединения – клеевые, заводского изготовления. Конструкции относятся к группе АI.

 

Нагрузки на покрытие сведены в таблицу.

 

Таблица 3 – Нагрузки на покрытие

 

Вид нагрузки	Коэф- фициент перегруз-ки	Нагрузки
Единичные, кН/м²	На 1м балки, кН/м
Норма- тивная	Рас- четная	Норма- тивная	Рас- четная
Постоянная нагрузка: утепленная клеефанерная плита	-	0,440	0,507	2,64	3,043
Снеговая нагрузка	1/0,7	1,680	2,400	10,08	14,400
Полная нагрузка	-	2,120	2,907	12,72	17,443

 

Двускатную балку покрытия проектируем прямоугольного сечения из пакета уложенных плашмя остроганных по пластям досок, склеенных фенольным водостойким клеем.

Высоту балки в середине пролета h и на опорах h _о при уклоне верхнего пояса i = 0,1 принимаем:

 

;

 

 

Расчет сечения.

Расстояние х от опоры до наиболее напряженного при изгибе сечения при равномерной нагрузке:

 

 

а высота балки в этом сечении:

 

 

Расчетные изгибающие момент в опасном сечении и поперечная сила на опоре балки:

 

 

 

Требуемый момент сопротивления балки в опасном сечении:

 

где m _б - коэффициент условия работы учитывает влияние размеров поперечного сечения (таб. 7, СНиП II-25-80).

R_и - расчетное сопротивление древесины сосны изгибу, R_и =13 МПа.

При известных высотах сечений балки прямоугольного профиля ширина сечения определяется по следующим условиям прочности:

 

-по нормальным напряжениям от изгиба:

 

-на скалывание клеевого шва в опорных зонах:

где m_б =0,93(таб. 7, СНиП II-25-80) и k _ск=0,6 ─ коэффициенты к моменту сопротивления по табл.18 [1] и к расчетной ширине сечения по п.4.10. [1].

Принимаем для балки по сортаменту доски 180х50 мм, которые после четырехсторонней острожки будут иметь размеры 175х44 мм. Балка в середине пролета собирается из 25 слоев, а на концах – из 12 слоев со стеской на концах до высоты 500 мм, что бы обеспечить заданный уклон кровли 0,1.

Относительный прогиб двускатной балки прямоугольного сечения определяется по формуле:

 

 

где I – момент инерции поперечного сечения в середине пролета балки:

 

k – коэффициент, учитывающий переменность сечения балки:

– максимальный относительный прогиб балки, определяемый по таб. 19, СНиП 2.01.07-85.

Принятые сечения балки в пролете и на опорах удовлетворяют требованиям прочности, жесткости и поперечной устойчивости, поскольку при этом соблюдается условие:

 

.

Расчет опирания балки.

Из условия смятия поперек волокон древесины балки в опорной плоскости находим ширину обвязочного бруса:

где - расчетное сопротивление смятию древесины балки поперек волокон в опорной плоскости(прил.1, [4]).

Принимаем брус 250х250 мм.

 

Рисунок 14. Общий вид балки покрытия с деталями:

Проверяем высоту обвязочного бруса, как распорки вертикальных связей между стойками при [ λ ] = 200 при расстоянии между балками В = 600 см:

 

 

Узел опирания балки на стойку показан на рисунке 14.