Проектирование строительных конструкций конного спортивно-оздоровительного комплекса, страница 2

Основные характеристики и размеры материалов плиты покрытия:

● Обшивка: Стеклопластик листовой полиэфирный (плоский), толщиной δ_н=δ_в=2 мм, плотностью ρ=20 кН/м³. Выполняет роль гидро- и пароизоляции.

● Средний слой: Светопластик полиэфирный листовой (волнистый), плотностью ρ= 20 кН/м³.

● Обрамление: По бокам находятся металлические швеллеры, профиль №5, Sсеч=6,16 см2,масса одного метра длины ρ=4,84 кг/м².

Высота панели из условия жесткости принимается h_п=(1/30…1/40)l, h_п=50+2+2=54 мм (≈ 1/30*l).

                                

     2.2.1.2. Нагрузка на плиту покрытия.

Ширина площади опирания- 55 мм.

Фактический продольный размер: l₀=2070-10=2060 мм.

Расчетный пролет панели: l_р=2060*0,99=2040 мм.

                       

Нагрузки на 1 м² плиты:

Вид нагрузки	Нормат. нагрузка, кН/м2	Коэф. Надежности по нагр.	Расчетн. Нагрузка, кН/м2
Постоянная нагрузка:
1. Обшивка:(λ=14 кН/м3)  0,0025*14*2	0,070	1,1	0,077
2. Средний слой:(λ=14 кН/м3) 0,0025*14	0,035	1,05	0,037
3. Обрамление (m=4,84 кг 1м длины) 0,484*2/1,48	0,654	1,1	0,720
Итого:	0,759		0,834
Временная нагрузка:
1. Снеговая:	1,680	1,6	2,400
Всего:	2,439		3,234

Полные нагрузки на 1 пог. м панели при ширине 1,48 м составляет:

- нормативная нагрузка: g_п^н=2,439*1,48=3,610 кН/м,

- расчетная нагрузка: g_п=3,234*1,48=4,786 кН/м.

        2.2.1.3. Расчетные характеристики материалов.

Для обшивки  (стеклопластик полиэфирный листовой плоский):

δ_н=δ_в=2,5 мм, Е_об=3000 МПа,

R_об.р.=15 МПа, R_об.р.^кр=36 МПа - растяжение,

R_об.с.=15 МПа, R_об.с.^кр=54 МПа - сжатие,

R_об.ср.=9 МПа, R_об.ср.^кр=27 МПа - срезу,

R_об.и.=15 МПа, R_об.и.^кр=78 МПа - изгиб поперек волокон наружных слоев.

Для среднего слоя: δ_в=2,5 мм,  Е_в=3000 МПа,

R_в.р.=15 МПа, R_в.р.^кр=36 МПа - растяжение,

R_в.с.=15 МПа, R_в.с.^кр=54 МПа - сжатие,

R_в.ср.=9 МПа, R_в.ср.^кр=27 МПа - срезу,

R_в.и.=15 МПа, R_в.и.^кр=78 МПа - изгиб поперек волокон наружных слоев.

Расчетная схема:

M=gп*lp2/8=4,786*2,042/8=2,490 кНм, Q=gп*lp/2=4,786*2,04/2=±4,882 кН.

2.2.1.4. Геометрические  характеристики панели.

При расчете панелей необходимо соблюдение следующих трех условий:

Е_пр/G≤10000,

200≥ h_в /δ≥4,

l/h≥10,

E_пр=Е/(1-µ²),

G-модуль сдвига среднего слоя, Па,

Е_пр=3000/(1-0,4²)=3571- приведенный модуль упругости материала обшивки, Па,

Е=3000 МПа- модуль упругости материала обшивок, Па,

µ=0,4- коэффициент Пуассона материала обшивок,

Е_пр/G=3571≤10000,

200≥h_в/δ=50/2,5=20≥4,

l/h=2060/55=37,5≥10,

Момент инерции сечения панели:

I=I_об+I_в+I_ш,

I_об =b*h³- b*h_в³=1,48*(0,055³-0,050³)= 0,051*10^-4 м⁴,

       12     12                       12

I_в =0,15*n_в*b_в*δ_в*h_в²*(1+π²*h²/8b²),

n_в=b/b_в=1,48/0,167=8,86,

I_в =0,15*8,86*0,167*0,0025*0,05²(1+3,14²*0,05²/(8*0,167²))=0,015*10^-4 м⁴,

I_ш =2*0,228*10^-6=0,0046*10^-4 м⁴,

I=(0,051+0,015+0,0046)*10^-4=0,071*10^-4 м⁴,

Момент сопротивления сечения панели:

W=I/0,5h,

W=0,071*10^-4/(0,5*0,055)=0,258*10^{-3 м3},

        2.2.1.5. Конструктивный расчет плиты покрытия.

1. Расчет по несущей способности и устойчивости.

   1.1. Напряжение растяжения в нижней обшивке:

σ_р=М/W<R_об.р.,

σ_р=2,490/(0,258*10^-3)=9651 кН/м²=9,651 МПа<15 МПа,

   1.2. Напряжение сжатия в верхней обшивке:

σ_с=М/(W*φ_ф)<R_об.с.,

а=0,167 м- расстояние между ребрами в свету,

а/δ_в=0,167/0,0025=66,8>50,

φ_ф=1250/(а/ δ_в)²=1250/66,8²=0,280,

σ_с=2,490/(0,258*10^-3*0,280)=6894 кН/м²=6,894 МПа<15 МПа,

   1.3. Местный изгиб верхней обшивки от кратковременного действия сосредоточенной нагрузки 1000 Н, с коэффециентом перегрузки 1,2 распределенной по площадки 1000*1000мм. Предполагается, что расчетная схема при этом представляет собой балку с защемленными концами: