Конструирование и расчёт деревянных конструкций одноэтажного промышленного здания

  ; мПа.

Недонапряжение  составит 63%. 
 

   5. Проверка продольных  ребер на скалывание. 

   Приведенный статический момент половины сечения  относительно нейтральной оси сечения плиты

     
 
 

Расчет  плиты покрытия по II группе предельных состояний.

Относительный прогиб от нормативной нагрузки:

 так как угол покрытия  i=10% тогда ( ) =

Запроектированная клеефанерная плита покрытия имеет  прогиб от нормативных нагрузок не превышающий предельного допустимого  значения, и ее несущая способность  имеет дополнительный запас несущей  способности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

              
 
 
 
 

    IV.  Проектирование двускатной клеефанерной балки покрытия двутаврового сечения. 

            В качестве несущей конструкций покрытия принимаем двускатные клеефанерные балки двутаврового сечения. Расстановка балок здания через 4 м. При ширине здания 18 м расчетный пролет принимаем 17.7м. Клеефанерные панели укладывают непосредственно на балку. Балка состоит из фанерных стенок, дощатых поясов и ребер, склеенных между собой.

Для стенок используем  фанеру марки ФСФ(ГОСТ 3916-69)толщиной 15мм. Высота балки в середине пролета , принимаем 1,8м;

Высота балки  на опоре: мм.Оба пояса балки принимаем одинакового сечения из шести вертикальных слоев досок сечением 275х50мм,с учетом их фрезерования сечение чистой доски 270х46 .

     В фанерных листах стенки волокна наружных шпонов расположены вдоль балки, поэтому стыкование фанеры осуществляется « на ус».

     Для обеспечения жесткости фанерной стенки поставлены ребра жесткости, склеенные из четырех досок сечением 70х144 мм. Размеры поперечных ребер жесткости приняли в соответствии с высотой полки h=270, их ширина равна половине полки:270/2=135, приняли 144. Они расположены в стыках, а если требуется и посередине фанерных листов.

     По  длине ребра устанавливаются  с шагом 1/8-1/10 от пролета. На опорах установливаются ребра по ширине равные высоте полки h=270. Принимаем по сортаменту 75*275мм, с учетом усушки и фрезеровки имеем 70*270мм.

     Расстояние  между осями ребер фанерного листа поле обрезки кромок равно 1480мм. При этом расстояние между осями ребер жесткости (а ) получаем равным длине фанерного листа, уменьшенной на длину соединения «на ус», которое равно десятикратной толщине фанеры 10 = =150мм; тогда а =1480-150=1330мм.

      В случае необходимости можно усилить  двумя дополнительными листами  фанеры.

     Верхний пояс и ребра жесткости изготовляют из древесины 2 сорта, нижний пояс – из древесины 1 сорта.

Геометрические  размеры балки. Расчетный пролет балки 17,7м, полная длина балки с учетом опорной площадки длиной 200мм равна l=17.7+ м. 

Таблица 2. Подсчет нагрузок на 1 м горизонтальной проекции покрытия.

Собственный вес клеефанерной балки: ,

где к -коэффициент собственного веса для клеефанерных балок =3,5.

кН/м;  кН/м. 

     Расчет  клеефанерных балок проводят с учетом совместной работы дощатых поясов и  фанерных стенок без учета податливости соединений. Расчет производиться по методу приведенного сечения по СНИП II-25-80 в частности олсобенностей расчета клееных элементов из фанеры с древесиной.  

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рис.5 
 

     Расчетная схема балки:

     

Рис.6. 

Опорная реакция:

кН.

Максимальный изгибающий момент в середине пролета балки.

кН

Расстояние от опоры до сечения, где наибольшие нормальные напряжения:

м.

м, высота между центрами поясов =0,91-0,27=0,64м.

кН.

Расстояние от  оси левого опорного ребра до оси  первого промежуточного ребра жесткости: м. расстояние от левой опоры до середины первой панели: м.

м.

м.

м.

 

1.Проверка принятого сечения балки. 

     Расчет  проводят с учетом работы фанерной стенки на нормальные напряжения. Основная доля нормативных напряжений воспринимается поясами, поэтому при определении напряжений надо сравнивать их с расчетным сопротивлением древесины сжатию и растяжению. Опасным сечением является сечение в середине пролета.

   Определяем геометрические характеристики поперечных сечений, в которых требуется проверить напряжения – в опасном сечении в половине пролета . Высота сечения балки h=1800мм. 

Высота сечения  между осями поясов м.

м-высота сечения между осями поясов.

Приведенный к дереву момент инерции поперечного сечения балки :

  +

Нижний пояс проверяется на растяжение:

мПа<12мПа.

где Rр=12 мПа- расчетное сопротивление растижению древесины 1 сорта.

Недонапряжение-31%

Верхний пояс проверяется  на сжатие с учетом его устойчивости из плоскости балки:

где 13 МПа - расчетное сопротивление древесины II сорта

Недонапряжение-21,5% 

2. Проверка фанерной  стенки в опасном  сечении на растяжение:

к-т, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры, стыкованной на «ус», при работе её на изгиб в плоскости листа.

к-т повышающий модуль упругости  фанеры на 20%.

расчетное сопротивление фанеры растяжению в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев шпона. =14МПа.

Недонапряжение-61%

Условие выполняется. 

3. Проверка стенки  на действие главных  растягивающих напряжений.

Проверку стенки на действие главных растягивающих напряжений при действии распределенной нагрузки осуществляют в зоне первого от опоры стыка фанерных стенок.

Расстояние от левой опоры до первого стыка  фанерной стенки Х=870мм

Внутренние усилия в выбранном сечении балки:

 

4,9>4.7, перенапряжение составляет 4,3%. Т.к. 4,3%<5% , то утолщать фанерную стенку не требуется. 

4. Проверка местной  устойчивости фанерной  стенки.

Проверка выполняется для сечений в середине опорной панели балки при условии ,где -высота стенки между внутренними гранями полок -толщина фанерной стенки.

x=0,484м

h(x)=0.9+0.1*0.484=0.9484м

h_ст(x)  =0.9484-2*0.27=0.4084м

  0,4084/0,015=27,2<50 

x=1.535м

h(x)=0.9+0.1*1.535=1.05м

h_ст(x) =1.05-2*0.27=0.51м

  0.51/0,015=34.2<50 

x=2.865м

h(x)=0.9+0.1*2.865=1.1865м

h_ст(x)  =1.1865-2*0.27=0.6465м

  0.64/0,015=43.1<50 

Х=4.195м

h(x)=0.9+0.1*4.195=1.32м

h_ст(x)  =1.32-2*0.27=0.7795м

  0.7795/0,015=52>50

  Делаем проверку.

     Определяем  предварительно:

-Длина опорной  панели – расстояние между  ребрами жесткости в свету,

   a =1.186м;

- Расстояние  от центра сечения до оси опоры: x=4.195м;

Высота балки в расчетном сечении: h=1.32мм;

- Момент инерции  и статический момент половины сечения для расчетного сечения, приведенные к фанере:

 

  =

-Внутренние усилия в сечении:               

Расчет по определению устойчивости стенки с продольным расположением волокон наружних слоев производиться по формуле  (48) п.4.30.СНИП II-25-80 :

- коэффициенты, определяемые по  графику рис.18,19 прил.5СНИП II-25-80;

-толщина фанерной стенки;

-нормальные и касательные напряжения в стенке от изгиба на уровне внутренней кромки поясов в расчетном сечении (в середине расчетной панели балки);

-расчетная высота стенки, которую  следует принимать равной  при расстояние между ребрами а и равной а,  если а   1186 >780, принимаем =

Кроме указанного сечения, проверку необходимо выполнить  для опорного сечения, с мах напряжением  изгиба.

По таблице  для семислойной фанеры.

.

Так как в  следующей панели расстояние между  ребрами жесткости такое же как и в этой, то проверять фанерную стенку на устойчивость из плоскости изгиба не требуется. 

5. Проверка фанерных  стенок в опорном сечении на срез в уровне нейтральной оси:                      

-мах значение поперечной силы;

, - момент инерции и статический момент инерции опорного сечения, приведенные к фанере.

-расчетное сопротивление фанеры  срезу перпендикулярно плоскости  листа

=6МПа (для семислойной фанеры);

    ; 

 

6. Проверка  фанерных стенок в  опорном сечении  на скалывание по вертикальным швам между поясами  и стенкой .

-расчетное сопротивление фанеры  скалыванию в плоскости листа,