Проектирование дощатоклееных, армированных и клеефанерных балок на основе действующего СНБ 5.05.01-2000, страница 7

h= h_мин = 14 · 0,033 = 0,46 м > 0,415 м;

h= h_макс = 32 · 0,033 = 1,06 м > 1,005 м.

Абсцисса, определяющая положение расчетного сечения, в котором возникают наибольшие нормальные напряжения, вычисляются по формуле

 м.

Высота и момент сопротивления расчетного сечения

h_х = h_мин + ix = 0,46 + 0,05 · 3,7 = 0,64 м;

Рис. 7.1. К расчету односкатной дощатоклееной балки: а – конструктивная и расчетная схемы; б – схема изготовления односкатной балки из клееного пакета

W_х = b·h/ 6 = 0,14 · 0,64² : 6 = 0,0097 м³.

Максимальные нормальные напряжения

σ = М_х/ W_х = 99 · 10^-3 : 0,0097 = 10,28 МПа >f_m,d = 8,60 МПа, где М_х = 6,06 · 3,5 · (11,8 – 3,7) : 2 = 99 кН · м;

f_m,d = f_m,o,d k_х k_mod k_в k_б = 15 · 0,65 · 0,95 · 1 · 0,96 · 1 = 8,89 МПа;

k_h = 0,96 при h_x = 0,64 м (см. табл. 6.7 [1]).

Прочность принятого сечения балки не обеспечена.

Увеличим высоту балки на одну доску: h_мин = 15 · 0,033 = 0,495м;

h_макс= 33 · 0,033 = 1,089м.

Тогда

м;

h_x = 0,495 + 0,05 · 3,69 = 0,68 м;

W_х = м³;

f_m,d = 15 · 0,65 · 0,95 · 1 · 0,93 · 1 = 8,61 МПа;

где k_h = 0,93 при h_x = 0,7 м (см. табл. 6.7. [1]);

М_х = 6,66 · 3,69 (11,8 – 3,69) : 2 = 90,68 кН · м;

σ = 90,68 · 10^-3 : 0,01077 = 8,42 МПа ≈ f_m,d = 8,61 МПа.

Проверим жесткость односкатной балки:

β = h_мин/ h_макс = 0,495 : 1,089 = 0,434;

k_h = 0,15 + 0,85 β = 0,15 + 0,85 · 0,434 = 0,519;

k_v = 15,4 + 3,8 β = 15,4 + 3,8 · 0,434 = 17,05;

м, где м⁴;

м;

Жесткость  односкатной балки достаточна.

Объем древесины: ломаной балки 0,14·0,726·12,0:0,9988=1,221 м³, односкатной балки (0,495+1,089):2·12·0,14=1,33м³.

Следует отметить, что односкатная балка более технологична ломаной, если изготавливать ее из прямоугольного клееного пакета высотой h_мин+h_макс= 0,495+1,089=1,59 м путем разрезки его на две части косым резом (см.рис.7.1, б).

Пример 9. РАСЧЕТ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ДВУСКАТНОЙ

КОРОБЧАТОЙ БАЛКИ

Требуется запроектировать клеефанерную двускатную коробчатую балку отапливаемого промышленного здания при следующих исходных данных: пролет балки по осям опор L_р = 12 м; шаг балок 6 м; кровля из утепленных клеефанерных панелей размером 1,5 х 6 м (масса кровли 35 кг/ м²); уклон кровли 1 : 20; район строительства –по снегу II Б; материал конструкций: древесина – лиственница европейская второго сорта – для поясов, третьего – для ребер жесткости; фанера – березовая семислойная марки ФСФ сорта В/ВВ; клей ФР – 12; доски 180 х 40 мм в заготовке.

Конструктивная и расчетная схемы клеефанерной балки приведены на рис. 10.1.

Снеговая нагрузка для района II Б

S= S_оμ = 120 · 1,0 = 120 кгс/ м² = 1,2 кН/м², где μ = 1;– коэффициент отложения снега на кровле при α<20° (см. СНиП 2.01.07-85).

Вес балки

кН/м².

Погонная полная нагрузка на балку: нормативная q= ( + + + ) В = (0,35 + 0,099 + 1,2) · 6 = 9,9 кН/м; расчетная  = =[( +) γ_f +γ_f]В = [(0,35 + 0,099)· 1,1 + 1,2 · 1,6]· 6 = 14,6 кН/м.

Рис. 10.1 К расчету клеефанерной двускатной балки: а – конструктивная схема; б – сечения балки

Высоту поперечного сечения балки в середине пролета принимаем равной h_ср = L : 10 = 12 : 10 = 1,2 м. Полученный размер не выходит за пределы стандартной ширины фанерного листа (1,22м и 1,525м)(см. приложение 2). При заданном уклоне кровли i = 1/20 высота сечения на опоре

h_оп = h_ср -  = 1,2 - м.

Толщину фанерной стенки примем равной 0,01 h_ср, т.е. δ = 1,2 см. Высоту верхнего и нижнего поясов принимаем одинаковой: h_n= =18 – 1 = 17 см.

Положение расчетного сечения

х = м, где γ = h / L_i = (0,9 – 0,17) · 20 : 12 · 1 = 1,217, где i=1:20=0,05

Высота балки в расчетном сечении

h_х = h_оп  + ix = 0,9 + 0,05 · 5,10 = 1,16 м, а изгибающий момент в этом сечении

М_х = х (L_р – х) / 2 = 14,6 · 5,10(12 – 5,10) : 2 = 257,3 кН·м.

Для восприятия этого изгибающего момента необходим момент сопротивления балки, приведенный к древесине из формулы (2.19) [2],