Розрахунок дерев`яних конструкцій

1. Клеефанерная панель покриття

Для дощатого каркасу, який зв'язує верхні і нижні фанерні обшивки в монолітну склеєну коробчату панель, застосовані дошки з сосни другого сорту вологістю не більше 12%. Деревину просочити антисептиком ХМББ-3324, ГОСТ 237872-79 і антіпіреновим покриттям ОФП-9, ГОСТ 23790-79. Обшивки з водостійкої фанери марки ФСФ сорти В / ВВ. Напрямок волокон зовнішніх шпон фанери як у верхній, так і в нижній обшивці панелі повинно бути поздовжнім для забезпечення стикування листів фанери «на вус» і для кращого використання міцності фанери. Клей марки ФРФ-50 за ТУ 6-05-281-14-77. Утеплювач - мінераловатні плити підвищеної жорсткості щільністю 2 кН / м ^3. Пароізоляція з поліетиленової плівки товщиною 0,2 мм. Повітряний прошарок над утеплювачем - вентильована вздовж панелі.

1.1 Компонування робочого перерізу

Виходячи з подовжнього кроку колон рівному 5,0 м, приймаємо м.

м.

Ширину панелі приймаємо з величини звису дорівнюватиме 25 ... 30 см, приймаємо i = 1 / 10.

м.

Приймаються панель шириною 1,2 м в кількості 8 шт. м.

м.

Розрахунок товщини панелі.

Товщину панелі вибирають виходячи з її прольоту і, як правило, вона складає . У нашому випадку керуватися слід заданою товщиною утеплювача, яка значно більша зазначеної вище величини (що дорівнює 166 ... 142 мм).

мм.

мм.

мм.

Таким чином, сумарна товщина панелі становитиме 186 мм.

Підбір ребер.

- Поздовжні ребра:

з розрахунку товщини панелі видно, що висота поздовжніх ребер дорівнює 170 мм, тобто мм. Для їх виготовлення приймаємо чорнову дошку 175 х 50 мм. У чистоті дошка має розміри 170 х 42 мм. Для цього робиться острожка по крайках по 2,5 мм з кожного і по пласті по 4 мм з кожного.

- Поперечні ребра:

їх товщини приймається з умови можливості природної вентиляції панелі, для чого необхідна наявність продуху, тобто мм. Для їх виготовлення приймаємо чорнову дошку 125 х 50 мм. У чистоті дошка має розміри 120 х 42 мм. Для

цього робиться острожка по крайках по 2,5 мм з кожного і по пласті по 4 мм з кожного. Таким

чином, було для дотримано умову на 20 мм можливості кріплення

утеплювача і на 50 мм для можливості вентилювання панелі.

1.2 Розрахунок верхньої обшивки панелі на вигин

Розрахунок ведуть згідно з розрахунковою схемою, а так само керуючись [2, п. 4.24]

Для початку необхідно знайти максимальний момент за формулою , Де - Відстань між поздовжніми ребрами в осях. Згідно з [2, п. 6.14] нормативне навантаження в цьому випадку становить 1 кН і коефіцієнт надійності дорівнює 1,2. Тоді розрахункове навантаження буде знаходитися наступним чином: кН. Знаючи все це, можемо записати:

кН · м.

Міцність на вигин перевіряється за наступним нерівності:

, Де

МПа [2, табл. 10]; [2, табл. 6]; [1].

Момент опору поперечного перерізу знаходимо за формулою:

м ³.

; .

Таким чином, умова міцності на вигин виконується: .

1.3 Розрахунок приведеного перерізу

Так як (A - відстань між поздовжніми ребрами в просвіті), то м.

Момент інерції приведеного перерізу відносно осі х розраховується за формулою: , Де - Товщина поздовжніх ребер.

.

Момент опору зведеного поперечного перерізу знаходимо за формулою:

.

1.4 Підрахунок навантажень на панель

Для розрахунку снігового навантаження потрібно значення коефіцієнта [1, п. 5.5], де k - коефіцієнт, що приймається по [1, табл. 6] в залежності від типу місцевості (в даній роботі був прийнятий тип місцевості С) і висоти проектованої споруди; b - ширина покриття, що приймається не більше 100 м.

Таким чином, .

Таблиця 1. Зведена таблиця навантажень на панель

Для знаходження нормативного завантаження панелі на погонний метр необхідно помножити сумарну нормативне навантаження з таблиці на величину кроку вантажної площі (ширини панелі). Для знаходження розрахункового завантаження панелі на погонний метр необхідно помножити сумарну розрахункове навантаження з таблиці на величину кроку вантажної площі (ширини панелі).

;

.

1.5 Перевірка панелі на міцність

Перевірку ведуть згідно з розрахунковою схемою.

- Максимальний згинальний момент в середині прольоту:

-Напруга в розтягнутій обшивці:

, Де [2, табл. 10].

, Де 0,6 - коефіцієнт, що враховує зниження розрахункового опору фанери в розтягнутому стику.

Міцність стиснутої обшивки забезпечена.

- Розрахунок на стійкість стислій обшивки [2, п. 4.26]:

, Де [2, табл. 10].

Так як , То .

.

Стійкість стислій обшивки забезпечена.

- Розрахунок на сколювання по клейовому шару фанерною обшивки [2, п. 4.27]:

, Де [2, табл. 10].

Поперечна сила ;

наведений статичний момент верхньої фанерною обшивки відносно нейтральної осі

;

розрахункова ширина клейового з'єднання .

Сколювання по клейовому шару не відбувається.

1.6 Перевірка панелі на прогин

Прогини в межах допустимого значення.

2. Дощаній-клеєна балка

В якості несучих конструкцій покриття приймаємо клеєні дощаті балки двускатного обриси з ухилом верхньої кромки 1:10. Розстановка балок через 3 м. Поздовжня незмінюваність покриття забезпечується прикріпленням панелей до балок і постановкою горизонтальних зв'язків у торцях. Поперечний переріз балки представляє собою клеено-дерев'яний пакет з дощок. Для виготовлення балок використовують сосну першого, другого і третього сорту (див. рис. 8) вологістю не вище 12%. Пакет з'єднують клеєм марки ФРФ-50. Деревину просочити антисептиком ХМББ-3324, ГОСТ 237872-79 і антіпіреновим покриттям ОФП-9, ГОСТ 23790-79.

2.1 Підбір висот балки

Приймаються товщину шару в 33 мм, тобто мм, тоді [2, табл. 8]. Приймаються ухил скатів . Висоту балки в середині прольоту приймаємо з рекомендованого значення м. Уточнюємо кількість дощок у верхньому перетин балки з урахуванням товщини шару: дощок. Уточнюємо висоту балки в коньковом перерізі: мм. Знаходимо висоту в опорному перерізі: мм., приймаємо 29 дощок, що складає 29х33 = 957 мм.

2.2 Підрахунок навантажень на балку

Таблиця 2. Зведена таблиця навантажень на балку

Для знаходження нормативного завантаження балки на погонний метр необхідно помножити сумарну нормативне навантаження з таблиці на величину кроку вантажної площі (кроку колон). Для знаходження розрахункового завантаження балки на погонний метр необхідно помножити сумарну розрахункове навантаження з таблиці на величину кроку вантажної площі (кроку колон).

;

.

2.3 Статичний розрахунок балки

- Опорні реакції:

.

- Відстань до небезпечного перерізу:

.

- Згинальний момент у небезпечному перерізі:

.

- Момент опору поперечного перерізу вигину:

Для його визначення необхідно знати висоту в небезпечному перерізі

.

Число цілих дощок n = 1418/33 = 43 шт. Розрахункова висота h = 33х43 = 1419 мм. Ширину перерізу балки, яку приймають за умовою м.

Таким чином, відповідно до вище сказаного слід було б прийняти ширину перерізу балки 250 мм. Проте в ході розрахунків було з'ясовано, що подібна ширина дає колосальний запас по міцності і застосування такого перерізу економічно не вигідно і невиправдано. Після декількох ітерацій була підібрана оптимальна ширина в 134 мм. Приймаються чорнову дошку 150 х 40 мм. У чистоті дошка має розміри 134 х 33 мм. Для цього робиться острожка по крайках по 8 мм з кожного і по пласті по 3,5 мм з кожної. Слід зазначити, що для економії дорогої деревини I сорту перетин розбивають на шари сортності відповідно до схеми.

.

- Перевірка максимального згинального напруги в небезпечному перерізі (рис. 9, в):

, Де [2, табл. 3];

[2, табл. 5]; [2, табл. 7], при h = 1418 мм.

; .

Умова міцності забезпечене.

- Перевірка дотичних напруг:

,

де [2, табл. 3]; [2, табл. 7], при h = 957 мм.

Максимальна згинальних сила ; Статичний момент в опорному перетин ; Момент інерції в опорному перерізі .

; .

Сколювання не відбувається.

- Перевірка стійкості плоскої форми деформування:

,

де [2, п. 4.14], де в свою чергу h = 1419 - максимальна висота на ділянці кроку зв'язків з небезпечним перетином; . [2, табл. 2 дод. 4].

;

; . [2, табл. 2 дод. 4];

; .

; .

Стійкість плоскої форми деформування забезпечена.

- Прогин балки в середині прольоту при h = 1848 мм (рис. 9, б):

,

де і .

.

- Повний відносний прогин:

,

де [2, табл. 3 дод. 4].

.

Прогини в межах допустимого.

- Визначення ширини опорних подушок:

Приймаються а = 30 см.

3. Дощаній-клеєна колона

Для виготовлення колон використовують сосну третього сорту вологістю не вище 12%, згуртовуючи пакет вразбежку на клей марки ФРФ-50. Деревину просочити антисептиком ХМББ-3324, ГОСТ 237872-79 і антіпіреновим покриттям ОФП-9, ГОСТ 23790-79. Торці покрити мастикою УТ-32.

3.1 Підбір перерізу стійки

приймаємо .

; .

; ; ; .

; ; ; .

Так як для прямокутного перерізу , То можемо записати

; Звідки ;

; Звідки .

Уточнюємо виходячи з прийнятої товщини дошки пакету як і в балці.

Тоді , Таким чином, .

Приймаються чорнову дошку 250 х 40 мм. У чистоті дошка має розміри 244 х 33 мм. Для цього робиться острожка по крайках по 3 мм з кожної по 3,5 мм з кожної.

У кінцевому рахунку, було підібрано наступне поперечний переріз: і .