Проверка прогона на скалывание

Поперечная сила в опасном сечении:

Расчетная площадь поперечного сечения:

Касательные напряжения в опасном сечении:

Расчетное сопротивление скалыванию:

3. Проверка жесткости (прогиба) прогона:

Увеличиваем размеры поперечного сечения прогона:

Проверяем жесткости прогона с увеличенными размерами поперечного сечения:

2. Расчет и конструирование дощатоклееной двухскатной балки покрытия

Исходные данные:

Уклон двухскатной балки: Пролет двухскатной балки:

Пролет прогонов: Коэффициенты по СНиП:

Расчетное сопротивление древесины при изгибе:

Расчетное сопротивление древесины скалыванию при изгибе:

Модуль упругости древесины: Сечение прогонов:

Объемный вес древесины: Коэф. надежности по нагрузке:

Расчет и конструирование дощатоклееной двухскатной балки покрытия производится в следующей последовательности:

1. Подбор сечения двухскатной балки:

Нормативная и расчетная поверхностные нагрузки от веса кровли:

Нормативная и расчетная погонные нагрузки от веса прогонов:

Принимаем высоту балки в середине пролета и на опоре:

Для конструирования балки принимаем доски с размером поперечного сечения 250х50, которые после острожки будут иметь размеры 235х42, таким образом, ширина поперечного сечения балки с учетом острожки досок составит:

Вычисляем нормативную и расчетную погонные нагрузки от собственного веса балки:

Общая расчетная погонная нагрузка на балку составит:

Расстояние между опорным и опасным (по изгибающему моменту) сечениями:

Высота опасного поперечного сечения:

Расчетный изгибающий момент

Расчетная поперечная сила

Требуемый момент сопротивления:

Требуемая ширина поперечного сечения:

Статический момент полусечения на опоре:

Момент инерции сечения на опоре:

Проверка прочности опорного сечения на скалывание:

Рис.5. Расчетная схема двухскатной балки покрытия

2. Проверка общей устойчивости балки:

Закрепление сжатой кромки осуществляется прогонами через

3. Проверка жесткости балки:

Общая нормативная погонная нагрузка на балку составит:

Коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения:

Коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы:

Момент инерции центрального сечения:

Прогиб двухшарнирной (простой) балки постоянного поперечного сечения:

Относительный прогиб двухскатной балки:

Рис.6. Опорный узел двухскатной балки покрытия

4. Определение количества слоев досок в опорном и среднем сечениях балки:

Толщина досок после острожки:

Количество слоев досок в середине пролета:

Количество слоев досок на концах балки:

5. Расчет опирания балки:

Расчетное сопротивление смятию под углом 90º

Требуемая ширина сечения обвязочного бруса:

Требуемая высота сечения обвязочного бруса исходя из условия по предельной гибкости:

Принимаем распорку вертикальных связей из 2-х брусьев сечением 200х200 соединенных нагелями.

3. Расчет и конструирование дощатоклееной стойки каркаса

Исходные данные:

Шаг поперечных рам: Высота стойки:

Объемный вес древесины: Нагрузка от конструкции покрытия:

Коэффициенты по СНиП: Высота балки и кровли:

Расчетное сопротивление древесины при изгибе:

Расчетное сопротивление древесины скалыванию при изгибе:

Расчетное сопротивление древесины на сжатие:

Расчет и конструирование стойки каркаса производится в следующей последовательности:

1. Сбор ветровой нагрузки:

Нормативная нагрузка от напора скоростного ветра:

Аэродинамические коэффициенты:

Коэффициент для местности типа Б:

Коэффициент надежности для ветровой нагрузки:

Расчетная погонная ветровая нагрузка с наветренной стороны на уровне 5 м, 10 м и 20 м от уровня земли соответственно:

Расчетная погонная ветровая нагрузка с подветренной стороны на уровне 5 м, 10 м и 20 м от уровня земли соответственно:

Расстояние от земли до отметок 5 м и 10 м соответственно:

Интенсивность ветровой нагрузки с наветренной стороны на уровне верха и низа балки покрытия:

Интенсивность ветровой нагрузки с подветренной стороны на уровне верха и низа балки покрытия:

Изгибающие моменты возникающие в опорной части стойки, рассматриваемой как консольный стержень, от действия ветровой нагрузки:

Интенсивности эквивалентных ветровых нагрузок с наветренной и подветренной стороны:

Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки на уровне верха стойки:

Рис.7. Расчетная схема поперечника деревянного здания

2. Подбор и проверка сечения стойки:

Задаемся размерами сечения стойки, исходя из предельной гибкости:

Принимаем доски сечением 250х40, которые после острожки будут иметь размеры:

Вычисляем требуемое количество досок:

Принимаем количество досок:

Тогда высота поперечного сечения стойки составит:

Нагрузка от собственного веса стойки:

Суммарная вертикальная нагрузка:

Неизвестная горизонтальная реакция, действующая на верхнюю точку стойки:

Изгибающий момент у основания левой стойки:

Перерезывающая сила у основания левой стойки:

Геометрические характеристики поперечного сечения стойки:

Радиус инерции:

Гибкость стойки при принятом сечении равна:

Так как λy>70, то коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:

Коэффициент:

Проверка прочности на сжатие:

Проверка прочности на скалывание:

Проверка устойчивости плоской формы деформирования:

3. Расчет и конструирование крепления стойки к фундаменту:

3.1. Подбор фундаментных болтов:

Снеговая расчетная нагрузка:

Пролет двухскатной балки:

Вертикальная нагрузка на стойку от веса снега:

Общая вертикальная нагрузка на стойку за вычетом снеговой нагрузки:

Параметры определяются по формулам:

Краевые напряжения в основании стойки:

Размеры растянутой и сжатой зон:

Принимаем толщину накладки:

Расстояния Sи Cравны:

Максимальное растягивающее усилие в анкерах:

Расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов:

Коэффициент, учитывающий ослабление анкеров резьбой:

Коэффициент, учитывающий неравномерность работы двух анкеров:

Тогда требуемая площадь фундаментных болтов составит:

Требуемый диаметр фундаментного болта:

Принимаем фундаментные болты диаметром:

3.2. Подбор горизонтальных нагелей (болтов):

Диаметр горизонтальных болтов исходя из условия их расстановки относительно ширины в 2 ряда:

Принимаем диаметр горизонтальных болтов:

Несущую способность горизонтальных болтов определяем по эмпирическим формулам [1]:

Полученная несущая способность горизонтальных болтов:

Рис.8. Узел опирания клеедеревянной колонны на фундамент

Требуемое количество двухсрезных горизонтальных болтов равно:

Принимаем количество горизонтальных болтов:

Длина деревянных накладок:

3.3. Проверка упорного уголка на изгиб:

Погонная нагрузка на уголок:

Расчетный изгибающий момент:

Принимаем уголок 100х100х10 с геометрическими характеристиками:

Расчетное сопротивление стали:

Проверка прочности уголка по нормальным напряжениям:

4. Защита деревянных конструкций от гниения и возгорания

Для защиты деревянных конструкций от гниения необходимо:

- использовать сухой пиломатериал с влажностью W= 12 % для изготовления клееных деревянных конструкций и W<20%- для неклееных конструкций;

- защитить конструкций от увлажнения на период транспортировки и монтажа;

- устроить гидроизоляцию в местах соприкосновения древесины с бетоном и металлом;

- произвести пропитку всех деревянных конструкций составом на основе эпоксидной смолы К-153.

Для защиты деревянных конструкций от возгорания необходимо:

- нанести огнезащитную обмазку на прогоны и щитовой настил в 1 слой на основе препарата МБ-11 (медный купорос - 2,7; бура техническая - 3,6; углекислый ам­моний - 5,3; кислота борная - 3,4; вода - 85);

- нанести на опорные и торцовые части балки покрытия и колонны тиоколовую мастику (УМ-ЗОм или УТ-32) или эпоксидную шпатлевку (ЭП-0010).

- окрасить поверхность балки покрытия и колонны пентофталевой эмалью типа ПФ-115 при помощи краскопультов или кистями за 2 раза.

Список использованной литературы

1. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1983. 31 с.

2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия / Госстрой России. М.:ФГУП ЦПП, 2004.44 с.

3. Арленинов Д.К., Буслаев Ю.Н., Игнатьев В.П. Деревянные конструкции. Примеры расчета и проектирования: Учебное пособие / Под ред. Д.К. Арленинова. – М.: Изд. АСВ, 2006. – 246 с.

4. Галимшин Р.А. Примеры расчета и проектирования конструкций из дерева и пластмасс. Учебное пособие. Казань, КГАСА, 2002 г., - 98 с.

5. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования. Под ред. В. А. Иванова. Киев, 1981. – 504 с.

6. Конструкции из дерева и пластмасс. Методические указания и задание к курсовому проекту по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» для студентов специальности 290300 дневной формы обучения. Сост.: Галимшин Р.А., Шмелев Г.Н., Хусаинов Д.М., Сибгатуллин М.Т., Юманов В.А. Казань.: КГАСА, 2005. - 48 с.