Расчет плиты по второй группе предельных состояний (проверка на прогиб)

;

,

где U₀ — прогиб балки постоянного сечения высотой (h) без учета деформаций сдвига;

U_max/l – максимально допустимый предельный прогиб плиты, определяемый по таблице 4.1 [1].

Следовательно, плита удовлетворяет требованиям норм по первой и второй группе предельных состояний и изначально принятые геометрические характеристики элементов плиты (фанерные обшивки, клееный деревянный каркас) не нуждаются в коррекции.

2. РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ РАМЫ ИЗ ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Трёхшарнирные клеедеревянные рамы заводского изготовления являются одним из основных видов деревянных рам. Элементы этих рам имеют прямоугольные клеедеревянные сечения постоянной ширины и переменной высоты. Ломаноклееная рама состоит из двух полурам. Полурама состоит из двух прямых элементов – стойки и полуригеля, имеющих переменные сечения. Имеет следующие достоинства: малотрудоёмка при монтаже, эти рамы не требуют дополнительных стержней для опирания настилов в карнизных узлах. Недостатками являются: сложность транспортирования, большие изгибающие моменты в карнизном узле, работа в этом сечении на нормальные напряжения от сжатия с изгибом под значительным углом к направлению волокон.

2.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК НА РАМУ

На раму действуют следующие нагрузки:

- нагрузка от собственного веса покрытия и рамы;

- снеговая нагрузка в соответствии со снеговым районом;

- ветровая нагрузка, определяемая в соответствии с ветровым районом (на наветренную и заветренную стойки, на полуригель рамы).

Все нагрузки рассматриваются в соответствии с коэффициентами надёжности.

Собственный вес рамы определяется по формуле (п. 10.3 [1]):

кН/ м², где

gk = 0,36 кН/м² - постоянная нормативная нагрузка от плиты покрытия;

S = 1,16 кН/ м² - полное нормативное значение снеговой нагрузки;

ksw = 2 - коэффициент собственного веса конструкции (т. 1.4 [1]);

l = 48 м - пролёт рамы.

Просчитаем нагрузку от веса покрытия для нового материала древесины:

Таблица 2.1— Нагрузки, действующие на 1м² площади покрытия

Наименование нагрузок	Норматив-ная нагрузка кН/м ^2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м ^2
Постоянная:
1. Кровля“Рубетекс”: mслоя=5,5кг/м²;[1,табл.1.1];	0,055	1,2	0,066
2. Плита клеефанерная: а) Каркас деревянный: Древесина- лиственница ρ= 650кг/м³; [1,табл.2.3] Доски 95х50мм	0,129	1,1	0,142
б) Обшивка – фанера марки ФСФ березовая ρ= 700 кг/м³; [1,табл.2.3] δ= 0,01м и 0,008м	0,176	1,1	0,194
Всего	0,36		0,402

Таблица 2.2 - Нагрузки, действующие на раму

Наименование нагрузок	Норматив-ная нагрузка кН/м ^2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м ^2
Постоянная:
- покрытие	0,36		0,402
- собственный вес рамы	0,16	1,1	0,176
Временная:
-снеговая; S0 =0,8 кПа, μ =1, α = 34⁰; 1 вариант: qs.k.1= μ ·S0 2 вариант: qs.k.2=0,75 ·μ ·S0 qs.k.2=1,25 ·μ ·S0	0,8 0,6	1,6 1,6 1,6	1,28 0,96 1,6
-ветровая; ω0 = 0,23 кПа; - с= 0,8; k=0,5 - с= 0,8; k=0,53 - с= -0,4; k=0,5 - с= -0,4; k=0,53 - с= 0,278; k=0,878 - с= -0,4; k=0,878	0,092 0,097 - 0,046 - 0,04876 0,244 - 0,352	1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	0,1288 0,136 - 0,0644 - 0,0682 0,342 - 0,492

Нормативное значение средней ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле:

q ω.k = ω0 ·k·c

Город Гомель находится в I ветровом районе, для которого нормативное значение ветрового давления w0 = 0,23 кПа (табл. 1.10 [1]);

коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте k для 5м – 0,5; 10м – 0,65; 20м – 0,85 (табл. 1.11 [1]);

с – аэродинамический коэффициент, принимаемый по таблице 1.12 [1].

Рис. 2.1 Определение аэродинамических коэффициентов

q ω.k.1 = ω0 ·k·c = 0,23·0,5·0,8= 0,092 кПа –для наветренной стойки при h≤5м

q ω.k.2 = ω0 ·k·c = 0,23·0,53·0,8=0,097 -для наветренной стойки при 5≤h≤6м

q ω.k.3 = ω0 ·k·c = 0,23·0,5·-0,4= -0,046- для заветренной стойки при h≤5м

q ω.k.4 = ω0 ·k·c = 0,23·0,53·-0,4=-0,04876- для заветренной стойки при 5≤h≤6м

q ω.k.5 = ω0 ·k·c = 0,23·0,878·0,278=0,244 - для наветренного полуригеля при 16≤h≤22,2м

q ω.k.6 = ω0 ·k·c = 0,23·0,878·-0,4=-0,352 - для заветренного полуригеля при 16≤h≤22,2м.

Нормативное значение снеговой нагрузки следует определять, исходя из следующих схем нагружения:

Рис. 2.2 Схемы снеговых нагрузок для здания с двускатным покрытием

Приведенные к контуру нагрузки, действующие на половину рамы:

- постоянная:

gd = 0,4202+0,176·cos34⁰= 0,55 кН/м ²

- снеговая:

qd.1 = 1,28·cos34⁰=1,061 кН/м ²

qd.2 = 0,96·cos34⁰=0,795 кН/м ²

qd.3 = 1,6·cos34⁰=1,326 кН/м ²

Нагрузки, действующие на 1 м рамы:

- постоянная:

gd= 0,55·3,8= 2,09 кН/м

- снеговая:

qd.1 = 1,061·3,8=4,031 кН/м

qd.2 = 0,795·3,8=3,021 кН/м

qd.3 = 1,326·3,8=5,039 кН/м

2.2 Статический расчет рамы

Эпюра изгибающих моментов (кН*м)

Эпюра продольных сил

Дата добавления: 2015-08-10