Проектирования деревянных элементов крыш с учетом традиционных и современных конструктивных индустриальных решений, страница 22

Наименование нагрузки

Нормативная величина нагрузки

gf

Расчетная величина нагрузки

1 Постоянная от собственного веса:

а) трехслойного рулонного ковра б) верхней обшивки из фанеры, dв=12мм, g=700кг/м3

в) продольных ребер 40´145(3×0,04×0,145×500:1,5=6кг/м2)

д) приборов освещения (5 кг/м2)

0,12

0,084

0,06

0,05

1,3

1,1

1,1

1,2

0,16

0,093

0,066

0,06

И т о г о   постоянная:

2 Снеговая для г.Уфа (4-й район) S0=1,5кПа

0,32

1,5

1,6

0,37

2,4

Погонные нагрузки на панель (нормальные составляющие): нормативная–;

расчётная–, где a=arctg0,1=5,71o ;cosa=cos5,71o=0,995.

Изгибающий момент и поперечная сила

 кН×м;

 кН.

Геометрические характеристики приведенного сечения

Коэффициент приведения для древесины nфдр=10000:9000=1,11.

Коэффициент приведения для фанеры nдрд=9000:10000=0,9.

Приведенная площадь сечения при =0,9b=0,9×149=134,1 см, так как l>6a,  4,44 м>6×0,679=4,07 м.

.

Приведенный статический момент сечения относительно верхней грани

160,9×0,5×1,2+1,11×3×4×14,5×(0,5´

´14,5+1,2)=1728,5см3.

Координаты нейтральной оси приведенного сечения:

=1728,5:354=4,9 см; h=hp+dв=14,5+1,2=15,7 см;                     

h-=15,7-4,9=10,8 см.

Приведенный к фанере момент инерции

= =160,9(4,9-0,6)2+1,11×3×4×14,5(10,8-7,25)2+1,11×3×4×14,53/12=8793 см4.

Приведенный к древесине момент инерции

/12= =0,9×160,9(4,9-0,6)2+3×4×14,5(10,8-7,25)2+3×4×14,53/ /12=7920 см4.

Проверим соотношение:

Id=Idp/nф=Idpnф=8793:1,11=8793×0,9=7922 см4.

Момент сопротивления для верхней грани (для фанеры)

=8793:4,9=1794 см3.

Момент сопротивления для нижней грани (для древесины)

=7920:10,8=733 см3.

Проверка прочности верхней обшивки на местный изгиб:

MM=Pa/8=1,2×67,9:8=10,2 кН×см; Wф=100×1,22=24 см3;

s=MM/Wф=10,2:24=0,425 кН/см2=4,25 МПа<fpf,90=6,5×1,2=7,8 Мпа.

Проверка устойчивости сжатой верхней обшивки при общем изгибе при kpf=0,39:

s=M0/(kpf)=1011:(0,39×1794)=1,44 кН/см2=14,4 МПа>fp,0,d=12×0,95= =11,4 Мпа.

Условие устойчивости сжатой верхней обшивки не выполняется.

Принимаем 4 ребра 40´145 (h) мм, в этом случае пролёт обшивки в свету уменьшится до а1=(149-4×4):3=44 см. И тогда l=а1/dв=44:1,2=37<50, и коэффициент kpf  возрастёт:

kpf=1-(а1/dв)2/5000=1-(372/5000)=0,727.

Пересчитаем геометрические характеристики приведенного сечения при 4-х рёбрах:

;

160,9×0,6+1,11×4×4×14,5×(7,25+1,2)=2273 см3;

=2273:418,4=5,4 см; h-=15,7- 5,4=10,3 см;

160,9(5,4-0,6)2+1,11×4×4×14,5(10,3-7,25)2+1,11×4×4×14,53/12=    =9468 см4;

=0,9×9468=8546 см4;

=9486:5,4 =1757 см3;

=8546:10,3=829,7 см3.

При 4-х продольных рёбрах условие устойчивости сжатой обшивки имеет вид

sс=M/()=1011:(0,727×1757)=0,079 кН/см2=7,9 МПа<fp,0,d= =12×0,95=11,4 МПа.

Условие устойчивости обеспечено.

Проверка прочности древесины рёбер по нормальным напряжениям при изгибе

sр=M/Wd=1011:829,7=1,22 кН/см2=12,2 МПа<fm,d=12,35 МПа.

Проверка прочности древесины рёбер на скалывание при изгибе

=9,1×848,7:(8546×4×4)=0,056 кН/см2=0,56 МПа, что меньше fv,0,d=1,6×0,95==1,52 МПа, где  =0,5×4×4×10,32=848,7 см3.

Проверка прочности клеевого шва:

=9,1×772,3:(9486 ×4×4)=0,046 кН/см2=

=0,46 МПа<fрv,0,d=0,8×0,95=0,76 МПа, где = =160,9(5,4-0,6)= =772,3 см3.

Проверка жёсткости ребристой панели:

´10-8)=1/250==1/250.

Все проверки выполняются, следовательно, окончательно принимается панель из обшивки dв=12мм и 4 продольных ребер 40´145 (h) мм.При этом приведенные расходы материалов составят

vф=dв=1,2 см/м2=0,012 м32.

Окончательно сечение панели принято по рис. 7.4.

Рис. 7.4. Конструкция ребристой кровельной панели под холодную рулонную кровлю.

7.9. Проектирование утеплённой кровельной панели под рулонную кровлю размером 1,5´12м.

Исходные данные. Утеплитель– минераловатная мягкая плита на синтетическом вяжущем плотностью 100 кг/м3 толщиной 200 мм; район строительства– г.Минск; панель располагается на уклоне 1:20 и опирается на стене на мауэрлат, в коньке– на деревянные прогоны, обшивки– из фанеры марки ФБС толщиной 10 мм, продольные рёбра клееные.