Проектирование производственного отапливаемого здания, длинной 15 метров в районе III ветровой и IV снеговой нагрузки

Страницы работы

Фрагмент текста работы

досок сечением 4Ч17,5 см обстроганных по кромкам, толщина фанеры 1 см.

Расчетная схема плиты – однопролетная шарнирно-опертая балка пролетом l=4,5-0,05=4,45 м. Расчетная схема верхней обшивки – однопролетная заделанная на опорах балка с пролетом равным расстоянию между ребрами l1=(1,5-4Ч0,033)/3=0,456 м.

Расчетные усилия в сечениях плиты:

изгибающий момент

M=qЧl2/8=(2,98Ч1,5)Ч4,452/8=11,07 кНм;

поперечная сила

Q=(2,98Ч1,5)Ч4,45/2=9,95 кН.

Местный изгибающий момент в верхней обшивке от сосредоточенной нагрузки P=1 кН с коэффициентом перегрузки гf=1,2:

M1=PЧl1/8=1,2Ч0,456/8=0,0684 кНм.

Геометрические характеристики сечения плиты:

расчетная ширина обшивок

bрасч=0,9ЧB=0,9Ч150=135 см;

общее сечение продольных ребер

bрhр=4b1h1=4Ч3,3Ч17=224,4 см2;

полная высота сечения

h=h1+2д=17+2Ч1=19 см.

Положение нейтральной оси сечения

z=h/2=19/2=9,5 см.

Момент инерции сечения

I=Iф+IдЧEд/Eф=bд(z-д/2)2+(bрhр3/12)ЧEд/Eф=135Ч1Ч(9,5-

-1/2)Ч2+(4Ч3,3Ч173/12)Ч10000/9000=27897,2 см4.

Момент сопротивления сечения

W=I/(0,5h)=27897,2/9,5=2936,6 см3.

Статический момент обшивки относительно нейтральной оси

Sф=bд(z-д/2)=1Ч135Ч(9,5-0,5)=1215 см3.

Момент сопротивления обшивки расчетной шириной b=1 м:

Wф=bд2/8=100Ч12/8=12,5 см3.

Статический момент относительно нейтральной оси

S=Sф+SдЧ(Eд/Eф)=1215+4Ч3,3Ч8,5Ч8,5/2)Ч(10000/9000)=1744,8 см3.

Расчетные сопротивления фанеры сжатию, растяжению вдоль наружных волокон, изгибу поперек волокон и скалыванию: Rфс=12 МПа; Rфр=14 МПа; Rфи=6,5 МПа; Rфск=0,8 МПа.

2.3.  Проверки несущей способности плиты.

Проверка несущей способности нижней обшивки при растяжении от изгиба с учетом ее ослабления стыками на ус (коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки при усовом соединении mф=0,6):

у=M/W=11,07/2936,6Ч10-6=3770 кН/м2<mфRфр=0,6Ч14=8,4 МПа.

Проверка несущей способности верхней обшивки при сжатии и устойчивости при изгибе:

M/(ϕфWпр)≤Rфс,

где коэффициент устойчивости ϕф=1250/(a/д)2 при a/д≥50, ϕф=1-(a/д)2/5000 при a/д<50; где a=l1 – расстояние между ребрами в свету; д=1 см – толщина фанеры.

a/д=0,456/0,01=45,6, следовательно ϕф=1-(45,6)2/5000=0,584;

у=M/(ϕфW)=11,07/(0,584Ч0,0029366)=6,45 МПа < Rфс=12 МПа.

Проверка обшивки при местном изгибе поперек волокон наружных шпонов фанеры:

у=M1/Wф=0,0684/12,5=5,472 МПа < Rфи=6,5 МПа

Проверка на скалывание от изгиба ребер каркаса плит: ширина площади скалывания b=bрасч=0,132 м:

ф=QЧS/(IЧbрасч)=9,95Ч0,0017448/(0,000278972Ч0,132)=0,472 МПа < Rск=1,6 МПа,

где Rск=1,6 МПа – расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон.

Проверка на скалывание между шпонами фанеры:

QЧSф/(IЧbрасч)= 9,95Ч0,001215/(0,000278972Ч0,132)=0,328 МПа < Rфск=0,8 МПа.

Относительный прогиб панели:

f/l=(5/384)Ч[qнl3/(0,7EI)]=(5/384)Ч[2,01Ч1,5Ч5,953/(0,7Ч9000Ч0,000278972)]= =0,001969<[f/l]=1/250=0,004.

Следовательно, клеефанерная плита имеет прогибы от нормативных нагрузок, не превосходящие допускаемых, и ее несущая способность по отношению к расчетным нагрузкам имеет дополнительные запасы несущей способности.

3.  РАСЧЕТ ФЕРМЫ.

3.1.  Определение геометрических размеров фермы.

Высота фермы h определяется из условия h/l=1/5…1/7, следовательно, h=15Ч1/6=2,5 м.

Уклон верхнего пояса фермы tgб=2,5/(15/2)=1/3, б=18,435°, cosб=0,949.

Строительный подъем fстр=l/200=75 мм.

Геометрическая схема фермы, обозначения элементов фермы и узлов приведена на рисунке 4.

Рисунок 4

Длина ската фермы между узлами A и D

AD=l/2cosб=15/(2Ч0,949)=7,91 м.

Длина панелей верхнего пояса

AC=CD=AD/2=3,95 м.

Длина раскоса CF равна длине панели верхнего пояса

CF=3,95 м.

Стойка DF равна высоте фермы

DF=2,5 м.

Проекция панели верхнего пояса

AF/2=3,95Ч0,949=3,75 м.

3.2.  Сбор нагрузок

Нагрузки, приходящиеся на 1 м2 плана здания, сведены в таблицу 3.1, в которой приводятся нормативная и расчетная нагрузки.

Таблица 3.1. Сбор нагрузок для расчета фермы

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке гf

Расчетная нагрузка, кН/м2

Постоянная

1

Собственный вес панели 4,5 мx1,5 м (фанера и древесина)

0,31

1,1

0,34

2

3 слоя рубероида

0,20

1,2

0,24

3

Собственный вес фермы

0,16

1,1

0,18

Итого постоянная: gп=

0,67

g=

0,76

Временная (от снега)

4

Снеговая нагрузка

1,5

1,6

2,40

Итого временная: pп=

1,50

p=

2,40

Полная нагрузка: qп=

2,17

q=

3,16

Собственный вес фермы определяют при kсв=5 из выражения

gсвнфермы=(gкрн+pснн)/(1000/(kсвЧl)-1)=(0,51+1,5)/(1000/(5Ч15)-1)=0,16 кН/м2.

Нагрузка на 1 м фермы

q=3,16Ч4,5=14,225 кН/м.

Нагрузка на узел верхнего пояса фермы

P=14,225Ч3,75=53,35 кН.

3.3.  Определение усилий в элементах фермы и подбор сечений.

Усилия в элементах фермы определяем методом вырезания узлов. Верхний пояс рассчитываем как сжато-изгибаемый стержень, находящийся под действием внецентренно приложенной нормальной силы и изгибающего момента от поперечной нагрузки панели. Расчетное усилие в опорной панели (снег на всем пролете)

NAC=-3P/2sinб=-3Ч53,35/(2Ч0,316)=-253,035 кН.

Максимальный изгибающий момент в панели от внеузловой равномерно распределенной нагрузки определяем с учетом, что на верхний пояс приходится половина собственного веса фермы

M0=(14,225-0,5Ч0,18Ч4,5)Ч3,752/8=24,3 кНм.

Для уменьшения изгибающего момента в панели фермы создается

Похожие материалы

Информация о работе