Техническое проектирование. Проектирование плиты покрытия. Проектирование стропильной балки. Проектирование колонны, страница 6

Пролет здания – 18 м. Балка – клеедощатая, материал – сосновые доски второго сорта толщиной 33 мм (после острожки), клей – марки РФ-12. Плиты покрытия – клеефанерные П-образного сечения (рассчитаны в п. 2.1.). Кровля рубероидная трехслойная. Район строительства – г. Красноярск. Шаг балок –         6 м.

Геометрические размеры балки

Балка изготавливается из сосновых досок сечением 275x40 мм, после фрезерования 258x33 мм.

Геометрические размеры в балке приняты в п. 1.1.:

- высота по коньку  = 1320 мм (37 досок);

- высота на опоре  = 561 мм (15 досок);

- уклон кровли 5° (i = 1:10).

Общий вид балки с размерами показан на рис. 5, а.

Рис. 5. Общий вид балки (а), расчетная схема (б) и эпюра моментов (в)

Определение нагрузок, действующих на балку

Нагрузки, приходящиеся на 1 м² плана здания, сведены в табл. 4.

Нагрузки от веса плит покрытия взяты из  табл. 3.

Таблица 4

Подсчет нагрузки на 1 м² плана здания

Нагрузка	Нормативная, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная, кН/м2
Кровля рубероидная трехслойная	0,09	1,3	0,117
Плиты покрытия	0,261	1,1	0,287
Собственный вес балки	0,136	1,1	0,150
Итого постоянная	0,487	-	0,554
Временная (снеговая)	1,0	1,6	1,6
Полная	1,487	-	2,154

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке в соответствие с п. 5.7 [4] для отношения нормативного веса покрытия к весу снегового покрова 0,619/1,5= 0,41 < 0,8 равен .

Собственный вес балки определяем при K_M = 5 из выражения

кН/м², где qⁿ – вес плит покрытия и кровли, s₀ – нормативная снеговая нагрузка.

Полная нагрузка на 1 м балки:

-  нормативная кН/м;

-  расчетная кН/м.

Здесь 6 м – шаг балок.

Ширина сечения балки: см

Назначаем ширину сечения балки 24 см (до острожки 26,5 см).

Статический расчет балки

Опорные реакции: кН.

Расчетная схема показана на рис. 5, в; эпюра моментов – на рис. 5, в.

Расстояние от левой опоры до сечения с наибольшими нормальными напряжениями.:

см.

Момент в сечении х = 376,1 см:

кН×м.

Высота балки в сечении х = 376,1 см:

см.

Число целых досок: шт.

Расчетная высота: см.

Момент сопротивления в сечении х = 376,1 см:

см³.

Проверки прочности балки

Максимальное напряжение (проверка прочности по нормальным напряжениям):

, где  – расчетное сопротивление изгибу древесины 2-го сорта, ,  и  – коэффициенты условий работы по п. 3.2. [3].

МПа (запас 9%).

Момент инерции балки:

-  в опорном сечении

 см⁴;

-  в среднем сечении

 см⁴.

Статический момент в опорном сечении балки:

см³.

Касательные напряжения в опорном сечении балки (проверка на скалывание в опорном сечении):

МПа <

<МПа.Условие выполняется(запас 5%).

Здесь Q – поперечная сила на опоре, равная опорной реакции балки;

 – расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон элементов из клееной древесины 2-го сорта, , и  – коэффициенты условий работы по п. 3.2. [3].

Проверка устойчивости плоской формы деформирования балки

В качестве связей принята гибкая металлическая решетка с раскосами через 3 м. Связи расположены со стороны сжатой кромки балки.

 МПа < МПа (запас 46%), где .

Здесь – коэффициент, зависящий от формы эпюры моментов. По табл. 2 прил. 4 [3] определяем: ;

.

Прогиб балки определяем с учетом переменного сечения

.

Здесь коэффициент переменности сечения балки (по табл. 3 прил. 2 [3]):

;

приведенный момент инерции

см⁴.

Полный относительный прогиб

, (21%)

где с – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы (по табл. 3 прил. 4 [3]):