Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тюменская государственная архитектурно-строительная академия

Кафедра строительных конструкций

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению курсового проекта

по дисциплине “Конструкции из дерева и пластмасс”

для специальности 2903 “Промышленное и гражданское строительство”

Часть I. Ограждающие конструкции покрытия

Тюмень 2004

Методические указания разработал к.ф. - м.н. доцент кафедры строительных конструкций Филисюк В.Г.

Методические указания предназначены для студентов специальности “Промышленное и гражданское строительство” дневной и заочной формы обучения, выполняющие курсовой проект по конструкциям из дерева и пластмасс. В методических указаниях дана необходимая теоретическая и справочная информация, а так же приведен пример расчета дощатоклееной рамы.

Рецензент - к.т.н., доцент кафедры строительных конструкций Денисов М.Г.

Методические указания утверждены на заседании кафедры.

Протокол №5 от 29 декабря 2003 г.

Зав. кафедрой Малышкин А.П.

Ротапринт ТюмГАСА. Подписано к печати _____________ Тираж 50.

Содержание

Глава I. Конструирование и расчет клеефанерных панелей покрытия

1.1 Материал конструкций панели

1.2 Классификация клеефанерных панелей

1.3 Порядок расчета 3-слойных панелей (на примере клеефанерной панели)

1.3.1 Конструирование панелей

1.3.2 Расчет верхней обшивки на местный изгиб (Определение количества продольных ребер)

1.3.3 Сбор нагрузок на панель

1.3.4 Статический расчет

1.3.5 Определение геометрических характеристик поперечного сечения панели

1.3.6 Конструктивный расчет

Глава II. Проектирование деревянных прогонов

2.1 Классификация прогонов

2.2 Разрезные прогоны

2.2.1 Конструирование прогонов

2.2.2 Расчёт прогонов

2.3 Консольно-балочные прогоны

2.3.1 Конструирование прогонов

2.3.2 Расчёт консольно-балочных прогонов

2.4 Неразрезные прогоны из спаренных досок на ребро

2.4.1 Конструирование прогонов

2.4.2 Расчёт неразрезного прогона из спаренных досок

Список используемой литературы

Приложения

Глава I. Конструирование и расчет клеефанерных панелей покрытия

Клеефанерные панели покрытия относятся к облегченным конструкциям индустриального изготовления.

Панели покрытий состоят из деревянного несущего каркаса и фанерных обшивок, соединенных каркасом водостойким клеем в одно целое, и образующих коробчатое сечение. Для обшивок применяют фанеру повышенной водостойкости марки ФСФ, а для конструкций, не защищенных от увлажнения, - бакелизированную фанеру ФБС.

Целесообразность применения клеефанерных панелей определяется малой массой при высокой несущей способности, что обеспечивается совмещение в фанерной обшивке ограждающих и несущих функций, как поясов панели, так и настила, который воспринимает местную нагрузку.

В качестве утеплителя применяют, как правило, несгораемые и биостойкие теплоизоляционные материалы, например пенопласт или стекломаты. При изготовлении панели на верхнюю обшивку наклеивают один слой рубероида, образующий кровельное покрытие, другие слои кровли приклеивают после монтажа панели.

Клеефанерные панели покрытия находят применение в отапливаемых и не отапливаемых зданиях в условиях эксплуатации А1, А2,А3, Б1,Б2,Б3 [1, табл. 1].

1.1 Материал конструкций панели

1. Древесина.

Продольные и поперечные ребра панелей изготовляют из древесины преимущественно хвойных пород не ниже 2 - го сорта.

Пиломатериал должен удовлетворять требованиям ГОСТ 24454 - 86, ГОСТ 8486 - 86* и [I, прил., 1].

В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации влажность древесины составляет 9….15% [I, табл.1]

Плотность древесины принимают по приложению [I, прил., 3].

2.Фанера.

Наружная и внутренняя обшивка панелей выполняются из строительной и бакелизированной фанеры.

К строительной фанере относится клееная фанера (ГОСТ 3916 - 86) марок ФСФ, ФК сортов не ниже В/ВВ. К бакелизированной фанере относится фанера марок ФБС и ФБСВ.

Внешние слои фанеры называются рубашками, внутренние - серединками. Марку фанеры определяют применяемые смолы (фенолоформальдегидными, карбамидными), сорта фанеры определяют качеством древесины.

Фанера марок ФСФ, ФБС и ФБСВ обладает повышенной водостойкостью.

Фанера марки ФК является средневодостойкой и рекомендуется для изготовления конструкций, устанавливаемых внутри помещений. Клееная фанера имеет толщину (1,5...12)мм; формат листа 725х1220, 725х1625 мм., 1625х1220 мм., 1525х1525 мм., 1825х1220 мм.

Плотность строительной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной - 1000 кг/м³.

3. Клей

Синтетические клеи для изготовления элементов клееных деревянных конструкций делятся на группы, учитывающие назначение клеев, их свойства; рекомендуемые области применения указаны в приложении 2 табл.1.

Для склеивания древесины и древесины с фанерой, древесноволокнистыми и древесностружечными плитами должны применяться клеи I - IV групп в зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации. Для склеивания фанеры с деревянными ребрами применяют водостойкие и средневодостойкие клеи по [1, табл. 2].

Наиболее распространенными водостойкими клеями являются: алкилрезорциновые ФР-100; фенолоформальдегидные КБ-3, ДФК-1АМ, БфЖ-3016, СФХ; феноло-резорциновые ФРФ-50; резорциновые ФР-12.

В защищенных от увлажнения панелях могут быть применены средневодостойкие клеи: карбамидные КФ-5, КФ-Ж, КФ-БЖ и карбамидно-меламиновые КС-В-СК.

Прочность клеевого шва на скалывание должна быть больше прочности древесины на скалывание.

1.2 Классификация клеефанерных панелей

Трехслойные панели могут быть разделены на четыре конструктивных типа рис. 1.1.

Панели I типа. Нормальные усилия в этих панелях воспринимаются жесткими ребрами (из металла, дерева, пластмасс и т.д.) и обшивками. Для панелей I типа необходимо выполнение условия, чтобы отношение суммарной жесткости ребер к жесткости двух обшивок было больше 0,8а/l, где а - шаг продольных ребер, см; l - расчетный пролет панели, см.

Панели II типа. К этому типу относятся ребристые панели с изгибной жесткостью ребер, для которых отношение жесткостей ребер и обшивок меньше или равно 0,8а/l. При расчете панелей II типа можно принять, что нормальные усилия воспринимаются только обшивками.

Панели III типа. Имеют ребра и сплошной средний слой из пенопласта, приклеиваемый к верней и нижней обшивкам. Средний слой обеспечивает совместность работы обеих обшивок, повышает устойчивость сжатой обшивки из тонких металлических и стеклопластиковых листов, участвует совместно с обшивкой в восприятии местных сосредоточенных нагрузок, выполняет роль тепло- и звукоизоляции.

Панели IV типа. Имеют сплошной средний слой, но выполняются без ребер, поэтому они характеризуются большой деформативностью. Обшивки воспринимают нормальные напряжения, вызванные изгибающим моментом, при этом в панели, работающей по схеме простой балки, верхняя обшивка сжата, а нижняя - растянута.

Рис. 1.1. Типы трехслойных панелей

а - план; г - поперечный разрез панелей III типа;

б - продольный разрез; д - поперечный разрез панели IV типа;

в - поперечный разрез панелей I и II типов;

Клеефанерные панели могут быть (по назначению):

- холодными (а);

- полутеплыми (б);

- теплыми (в).

Классификация панелей представлена на рис. 1.2.



Рис. 1.2. Классификация клеефанерных панелей:

а) холодные; б) полутеплые; в) теплые.

1.3 Порядок расчета 3-слойных панелей (на примере клеефанерной панели)

1.3.1 Конструирование панелей

Панели обычно имеют размеры в плане: ширину (0,5….1,5) м; длину (3….6) м.

При применении клеедощатых ребер клеефанерные панели могут быть изготовлены шириной до 3м и длиной до 12 м.

Толщина панели назначается по теплотехническим расчетам (для отапливаемого здания), а также из условия жесткости в пределах (1/30….1/40) от длины панели.

По теплотехническому расчету определяется толщина утеплителя, из экономических условий и по санитарно-гигиеническим нормам (по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»).

Теплотехнический расчет.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям [2, формула 1].

(1.1.)

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. (Определяем по табл. 3* СниП II-3-79*).

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (Определяем по СНиП 2.01.01-82).

t ^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по [2, табл. 2*];

_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по [2, табл. 4*].

Найдем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по условиям энергосбережения по [2, табл. 1б] методом интерполяции.

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по [2, формула 1а].

ГСОП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер., (1.2.)

где t_в - то же, что в формуле (1.1);

t_от.пер., среднесуточная температура воздуха ниже или равной 8 С по СНиП 2.01.01-82.

z_от.пер. - средняя температура, С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 С по СНиП 2.01.01-82.

Сравним два значения R^тр₀ и выберем наибольшее и подставим в формулу (3.3.).

Сопротивление теплопередаче R_o, м² С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 4].

, (1.3.)

где _в - то же, что в формуле (1.1);

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²С/Вт, определяемое: однородной (однослойной) - по формуле (3.5), многослойной - в соответствии с пп. 2.7 и 2.8 (2);

_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м * С), принимаемый по табл. 6* СНиП II-3-79*

При определении R_к слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой,

вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Термическое сопротивление R_к, м * С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев [2, формула 5].:

R_к = R₁ + R₂ +... + R_n (1.4)

где R₁, R₂,..., R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²*С/Вт;

Термическое сопротивление R, м²*С/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 3].

, (1.5)

где - толщина слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м * С), принимаемый по [2, прил. 3*].

Конструкция клеефанерной панели представлена на рис. 1.3.



1. слой мягкой кровли; 6. утеплитель на битумной мастике;

2. фанерная обшивка; 7. продольное ребро;

3. поперечное ребро; 8. фанерная обшивка;

4. торцевое ребро; 9. крепежный брус;

5. слой пароизоляции; 10. продольный нащельник;

Рис. 1.3 Конструкция клеефанерной панели.

Фанерная обшивка имеет толщину (4...12)мм, в зависимости от размеров панели и нагрузки.

Каркас плит состоит из продольных и поперечных досок - ребер, толщиной не менее 2,5 см. Продольные - рабочие, сплошные по длине ребра ставятся на расстоянии не более 50 см. друг от друга из условий работы обшивок на изгиб от сосредоточенных грузов. Поперечные ребра жесткости ставят на расстоянии не более 1,5 м, как правило в местах стыков фанерных обшивок и прерываются в местах пересечений с продольными ребрами.

Фанера в обшивках принимается по ГОСТ 3916-69 с минимальными отходами при раскрое листов и стыкуется между собой на "ус" (рис. 1.4.).



Рис. 1.4 Соединение на "ус".

При стандартной ширине листов фанеры ширину панелей принимают с учетом обрезки кромок фанерных листов так, чтобы между панелями был обеспечен зазор 10 мм.

Зазор перед укладкой рулонного ковра уплотняется теплоизоляционными материалами, а бруски, образующие четверть в стыке соединяются гвоздями диаметром 5 мм через 500 мм. В продольном направлении между панелями оставляют зазор 20 мм.

Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке панелей. Для сохранения положения теплоизоляционного слоя и предотвращения его смещения при перевозке панелей по верху теплоизоляции укладывается слой картона, края которого отгибаются и прибиваются к ребрам каркаса панели.

В панелях осушающий режим решается конструкцией поперечных ребер, оставляя отверстия между ребрами и теплоизоляцией.

В заводских условиях на панель сверху наклеивается один слой гидроизоляционного рулонного материала для защиты от увлажнения при хранении, транспортировке и монтаже панелей.

1.3.2 Расчет верхней обшивки на местный изгиб (Определение количества продольных ребер)

Верхняя фанерная обшивка при местном изгибе рассматривается как пластинка, загруженная сосредоточенной силой Р=100 кгс (1кН). Сосредоточенная сила представляет собой монтажную нагрузку от веса человека с инструментом.

В расчетах сосредоточенная нагрузка Р = 100 кгс (1 кН) принимается с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2 и распределяется на полосу фанерной обшивки 100 см.

Расчетная схема верхней обшивки представлена на рис. 1.5.

Рис. 1.5 Расчетная схема верхней фанерной обшивки при действии сосредоточенной монтажной нагрузки Р=1кН. (Вес человека с инструментами).

Расчетный изгибающий момент равен

,

где а - расстояние в осях между продольными ребрами.

Таким образом, шаг продольных ребер определяют из условия прочности при изгибе верхней обшивки:

, (1.6.)

где W_в.обш= - момент сопротивления обшивки шириной 100 см;

R¹_ф.и - расчетное сопротивление фанеры изгибу поперек шпона;

m_u = 1,2 - коэффициент условия работы, учитывающий монтажную нагрузку.

Решая (1.6.), получим шаг продольных ребер

(1.7.)

Ширину панели делят на равные участки с шагом продольных ребер “а”, не более полученного из расчета по формуле (1.7.).

1.3.3 Сбор нагрузок на панель

Нагрузки, приходящиеся на 1 м² горизонтальной поверхности, определяют от собственного веса панели и временной (снеговой)нагрузки.

Сбор нагрузок производится согласно СНиП 2.01.07-85. “Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия” и приложению 2 (табл.2) методических указаний по схеме, приведенной в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Нагрузки, приходящиеся на I м² горизонтальной поверхности, в кН.

Наименование нагрузок	Нормативная	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчетная
Кровля		1,2
Продольные ребра		1,1
Обшивки		1,1
Утеплитель		1,2
Итого:
Снег
Всего:		-

В приложении 1 к методическим указаниям приведены наиболее распространенные материалы, применяемые в элементах кровли, а также их плотность и коэффициент надежности по нагрузке.

1.3.4 Статический расчет

По расчетной схеме панель представляет собой шарнирно - опертую балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью q.

Нагрузка, приходящаяся на 1 метр панели, определяется путем умножения нагрузки, найденной по табл. 1.1 на ширину панели " b ".

Таким образом, нормативная и расчетная нагрузки на 1 м. панели определяются:

q_П ^н = *b, (1.8)

q_П = *b. (1.9)

Расчетная схема панели представлена на рис. 1.6.

Рис. 1.6 Расчетная схема клеефанерной панели.

Максимальный изгибающий момент (Мmax) находится в середине пролета панели; максимальная поперечная сила (Qmax) находится на опоре.

1.3.5 Определение геометрических характеристик поперечного сечения панели

Фанера и древесина, применяемые в обшивках и ребрах панелей обладают неодинаковыми модулями упругости. Наиболее напряженным материалом в панелях является фанера, расположенная в зоне максимальных нормальных напряжений, возникающих при изгибе панели (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Распределение нормальных напряжений по поперечному сечению клеефанерной панели.

Поэтому все геометрические характеристики поперечного сечения панели приводятся к фанере как к наиболее напряженному материалу.

F_пр=F_ф + F_др, (1.10)

где F_ф - площадь сечения сдвигаемой части фанеры относительно центра тяжести панели;

F_др - площадь сечения сдвигаемой части древесины продольных ребер относительно центра тяжести панели;

S_пр=S_ф + S_др, (1.11)

где S_ф - статический момент сдвигаемой части фанеры относительно центра тяжести панели;

S_др - статический момент сдвигаемой части древесины продольных ребер относительно центра тяжести панели

Приведенный момент сопротивления поперечного сечения клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять по [1, формула 39]:

, (1.12)

где y_о расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани обшивки;

y_о =,

- сумма статических моментов верхней и нижней обшивки, а также продольных ребер относительно нижней грани растянутой обшивки, определяемой по расчетной ширине обшивок “b_расч” и путем приведения к материалу фанеры;

- сумма площадей поперечных сечений обшивок и продольных ребер, определяемых по расчетной ширине обшивок “b_расч” и путем приведения к материалу фанеры;

I_пр момент инерции сечения, приведенного к фанере [1, формула 39]:

, (1.13)

где I_ф момент инерции поперечного сечения фанерных обшивок;

I_д момент инерции поперечного сечения деревянных ребер каркаса;

Е_д /Е_ф отношение модулей упругости древесины и фанеры [1, п. 3.5 и табл. 11].

Нормальные напряжения при изгибе распределяются неравномерно по ширине обшивки панели. Максимальные напряжения возникают в местах приклейки фанеры к продольным ребрам из-за влияния сдвигающих усилий, возникающих между фанерой и ребрами.

Неравномерность распределения нормальных напряжений по ширине фанерных обшивок учитывается в расчетах введением в геометрические характеристики приведенной ширины “b_расч”, меньшей действительной ширины панели "b" и принимается в зависимости от соотношения длины (l) и шага продольных ребер (а) панели:

b_рас = 0,9b при l 6a (1.14)

b_рас = 0,15b, при l < 6а (1.15)

Вследствие концентрации нормальных напряжений при изгибе панелей в обшивках (рис.4.2) за расчетные сопротивления принимают в верхней сжатой обшивке R_ф.с и в нижней растянутой обшивке R_ф.р вместо расчетного сопротивления фанеры изгибу R_ф.и.

Рис. 1.8 Распределение нормальных напряжений при изгибе () по ширине фанерной обшивки

1.3.6 Конструктивный расчет

1. Расчет на прочность растянутой нижней обшивки.

Прочность растянутой фанерной обшивки плит и панелей следует проверять по [1, формула38]:

, (1.16)

где М расчетный изгибающий момент;

R_ф.р расчетное сопротивление фанеры растяжению, принимаемое по [1, таблице 10];

m_ф коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки, принимаемый равным при усовом соединении или с двусторонними накладками: m_ф = 0,6 для фанеры обычной и m_ф = 0,8 для фанеры бакелизированной. При отсутствии стыков m_ф = 1;

W_пр момент сопротивления поперечного сечения, приведенного к фанере, который следует определять по формуле [1.12.].

2. Расчет на устойчивость сжатой верхней обшивки.

Устойчивость сжатой обшивки плит и панелей следует проверять по [1, формула 41]:

, (1.17)

где при 50;

при > 50

(а расстояние между ребрами в свету; толщина фанеры).

, (1.18)

где y^в расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхней грани обшивки;

R_ф.с расчетное сопротивление фанеры сжатию, принимаемое по 1, таблице 10;

3. Расчет продольных ребер на скалывание.

Проверку на скалывание ребер каркаса плит и панелей следует производить по [1, формула 42]:

, (1.19)

где Q расчетная поперечная сила;

S_пр статический момент сдвигаемой части приведенного сечения относительно нейтральной оси, определяемый по формуле (3.11);

R_ск расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон, определяемое по 1, табл.3;

b_рас расчетная ширина сечения, которую следует принимать равной суммарной ширине ребер каркаса.

4. Расчет на скалывание обшивки по шву в месте примыкания ее к продольным ребрам.

Проверку на скалывание обшивки по шву в месте примыкания ее к ребрам следует производить по [1, формула42]:

, (1.20)

где S_пр= F_общ*(y^в - ) статический момент обшивки относительно нейтральной оси;

F_общ - площадь фанерной обшивки;

b_расч суммарная ширина приклеиваемой части продольных ребер к обшивке;

R_ск.ф расчетное сопротивление скалыванию фанеры в плоскости листа, определяемое по [1,табл.10];

5. Расчет по деформациям.

Наибольший прогиб клеефанерной панели определяют [I, формула 50]:

, (1.21)

где f_о прогиб без учета влияния сдвигающих усилий;

(1.22)

l пролет панели;

k коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для панели постоянного сечения;

с коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы и принимаемый по [1, табл. 3 прил. 4].

h - полная высота сечения; q^н - нормативная нагрузка на панель;

Предельное значение относительного прогиба по [1, табл. 16] принимается

.

Примечание. Если принятое сечение панели не удовлетворяет вышеуказанным предельным состояниям, панель необходимо пересчитать, приняв при этом другие (оптимальные) размеры.

Глава II. Проектирование деревянных прогонов

2.1 Классификация прогонов

клеефанерный панель деревянный прогон

Прогоны служат для восприятия нагрузок от дощатых настилов покрытия или обрешётки, или непосредственно от листовой кровли.

В зависимости от перекрываемого пролёта, действующих нагрузок и лесоматериала различают прогоны:

- разрезные, выполненные из досок, брусьев, брёвен;

- консольно-балочные, выполненные из брусьев, брёвен, досок;

- спаренные дощатые неразрезные, выполненные из двух рядов досок, поставленных на ребро.

2.2 Разрезные прогоны

2.2.1 Конструирование прогонов

Разрезной прогон представляет собой однопролётную балку покрытия, опираемую на несущие конструкции покрытия.

Разрезные прогоны перекрывают пролёты до 6 м. Более экономичны разрезные прогоны при пролётах до 4 м.

Сечение прогонов назначают в зависимости от нагрузки, перекрываемого пролёта в соответствии с существующим сортаментом на пиломатериал (ГОСТ 24454-80) и лесоматериал (ГОСТ 9463-88, ГОСТ 8486-86).

Предварительно высоту сечения прогона назначают равной 1/30…1/40 от пролёта. Наиболее выгодным сечением из условия прочности является отношение ширины сечения к высоте b / h = 5 / 7, а из условия жесткости b / h = 7 / 12.

Для ускорения монтажа применяют разрезные прогоны, объединённые скатными связями в монтажный блок (рис. 2.2.).

Шаг прогонов назначается от 0,5 до 1,5 м и зависит от действующих нагрузок на прогон, его пролёта, конструкций кровельного покрытия и ригеля. Например, при применении асбестоцементных волнистых листов обычного профиля шаг прогонов принимается равным 0,5 м; при применении асбестоцементных листов усиленного профиля шаг прогонов принимается равным 1,5 м.

При длине панели верхнего пояса (2…3) м прогоны целесообразно размещать по узлам и симметрично между узлами (рис. 2.3,а). При длине панели верхнего пояса до 6,5 м прогоны можно располагать без привязки к узлам ригеля, так как в этом случае при расчёте панели верхнего пояса сосредоточенная нагрузка от прогона может быть заменена эквивалентной равномерно-распределённой нагрузкой интенсивностью

: кгс/м

где Р - сосредоточенная нагрузка, действующая на ригель через прогон;

a - шаг прогонов, м.

Прогоны могут располагаться только по узлам сквозных конструкций, когда их длина панели не превышает 1,5 м или когда по прогонам укладываются стропила (рис. 2.3,б).

2.2.2 Расчёт прогонов

По расчётной схеме разрезные прогоны представляют собой однопролётную балку (рис. 2.4).

Нагрузками на прогон являются постоянные нагрузки (настил, кровля, прогон) и снег.



В приложении I приведен пример сбора нагрузок на прогон.

Интенсивность равномерно-распределённой нагрузки на прогон определяют путём умножения нагрузки (нормативной и расчётной), приходящейся на 1 м² поверхности покрытия, на шаг прогонов:

; (1)

, (2)

где и - соответственно нормативная и расчётные нагрузки, приходящиеся на квадратный метр поверхности покрытия, кН/м² (приложение 2);

и - соответственно нормативная и расчётные нагрузки, приходящиеся на метр длины прогона, кН/м;

- шаг прогонов, м.

Расчёт прогонов производят в соответствии с СНиП II.25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования.

На прочность прогоны рассчитывают по формуле

, (3)

где - максимальный изгибающий момент, кгс. м;

- момент сопротивления сечения прогона, м³;

b - ширина сечения прогона, м;

h - высота сечения прогона, м;

R_и - расчётное сопротивление древесины, принимаемое по [ I, табл. 3,4,5], МПа.

Прогибы прогонов определяют по формуле

, (4)

где - максимальный прогиб прогона, определяемый без учёта влияния сдвигающих усилий, м;

E = 10000 МПа (100000кгс/см²) - расчётный модуль упругости древесины (I, п. 3.5) ;

- момент инерции сечения прогона, см⁴.

Допустимый прогиб для прогонов принимается

[ ] =

2.3 Консольно-балочные прогоны

2.3.1 Конструирование прогонов

Консольно-балочные прогоны представляют собой неразрезную многопролётную балку. Их применение целесообразно в случаях действия равномерно-распределённой нагрузки по всей длине прогона.

Стыки консольно-балочных прогонов располагают по два через пролёт, образуя схему со встречным расположением шарниров (рис. 3.1).

Схему с последовательным расположением стыков применять не следует, потому что прогон с шарнирами по этой схеме не обладает «живучестью» и при аварии в одном пролёте разрушается полностью (рис. 3.2).

Из рис. 3.1 видно, что по этой схеме консольно-балочный прогон состоит из удлинённых одноконсольных крайних и двухконсольных средних элементов, а также из коротких вкладышей. В соответствии с сортаментом (ГОСТ 24454-80) длина пиломатериалов ограничена 6,5 м, что не позволяет перекрывать консольно-балочными прогонами пролетами более 4,5 м.

Стык консольно-балочного прогона решается косым прирубом

Во избежание смещений под действием случайных усилий в середине косого прируба, в прогонах из брусьев и брёвен ставят конструктивный болт. Если стык прогона расположен на расстоянии от опор Х=0,15 ( - пролёт прогона), болты не должны быть плотно затянуты, чтобы обеспечить перелом упругой линии, образующейся в шарнире, между консолью и подвесной частью прогона. При расположении стыка на расстоянии от опор Х=0,21 болты плотно затягивают, т.к. упругая линия в шарнире проходит плавно и не имеет перелома.

2.3.2 Расчёт консольно-балочных прогонов

Консольно-балочные прогоны рассчитываются как неразрезные балки (рис. 3.3).

При Х=0,15консольно-балочные прогоны рассчитывают по равномоментной схеме, по которой максимальные изгибающие моменты на опорах равны по абсолютному значению изгибающим моментам в пролётах:

. (5)

При Х=0,21 консольно-балочные прогоны рассчитывают по равнопрогибной схеме. По этой схеме максимальные изгибающие моменты возникают на промежуточных опорах:

. (6)

При одинаковых пролётах по всей длине прогона изгибающий момент и опорная реакция первой промежуточной опоры будут больше остальных, что потребует усиления крайнего пролёта прогона и опорной конструкции (ригеля).

Для выравнивания изгибающих моментов и опорных реакций в крайних пролётах надо уменьшить величину этих пролётов на 15% и принимать , где - крайний пролёт и - пролёт в средней части прогона, что не требует дополнительного усиления крайнего пролёта прогона и первой промежуточной опорной конструкции.

Расчёт консольно-балочных прогонов на прочность производят по формуле (3), в которой максимальный изгибающий момент принимают по формулам (5) или (6).

Прогибы консольно-балочных прогонов определяют по формула (7) и (8):

(7)

- для равномоментной схемы (Х=0,15);

(8)

- для равнопрогибной схемы (Х=0,21);

2.4 Неразрезные прогоны из спаренных досок на ребро

2.4.1 Конструирование прогонов

Спаренные неразрезные прогоны состоят из двух рядов досок, толщиной (40…50) мм, поставленных на ребро и соединённых с помощью гвоздей, забиваемых конструктивно по длине через 50 см в шахматном порядке.

Стыки досок по длине прогона располагают в разбежку на расстоянии Х=0,21 по равнопрогибной схеме. Спаренные прогоны в средних пролётах выполняются из досок одинаковой длины, соответствующих пролёту прогона, что позволяет при существующем сортаменте на пиломатериалы по ГОСТ 24454-80 перекрывать пролёты до 6 м.

Перерезанные в стыке доски прогона прибиваются расчётным количеством гвоздей к не перерезанной доске.

2.4.2 Расчёт неразрезного прогона из спаренных досок

Неразрезные прогоны из спаренных досок по расчётной схеме соответствуют равнопрогибному прогону (рис. 3.3).

Максимальный изгибающий момент равен

. (9)

При одинаковых пролётах по всей длине прогона неразрезные спаренные прогоны в крайних пролётах должны быть усилены дополнительной третьей доской, поставленной без расчёта.

Расчёт на прочность производят по формуле (3), а расчёт по деформациям - по формуле (8).

Стык спаренного неразрезного прогона из досок рассчитывают на действие поперечной силы.

Количество гвоздей с каждой стороны стыка определяют по формуле:

, (10)

где - поперечная сила, кН;

- изгибающий момент на опоре, кН м;

- расстояние от опоры до центра тяжести гвоздевого забоя, м;

- расстояние от опоры до стыка, м;

- расстояние от стыка досок до центра тяжести гвоздевого забоя, принимаемое в соответствии с нормами расстановки гвоздей в древесине (1, п.5.21), м;

- расчётная несущая способность одного среза гвоздя [1, табл.17], кН. При этом, как известно, для гвоздей .

Задаваясь диаметром гвоздей, расчётную несущую способность определяют:

1) из условия смятия древесины

, (11)

2) из условия изгиба гвоздя

, (12)

где - толщина доски прогона, см;

- диаметр гвоздя, см;

За расчётную несущую способность гвоздя принимают наименьшее из двух значений Т_см и Т_и.

При косом изгибе сечения прогонов из досок и брусьев, расположенных на наклонном скате покрытия, сечение назначается так, чтобы при расчёте на прочность

,

а при расчёте на прогиб

.

В брёвнах косой изгиб отсутствует.

Косой изгиб учитывают при углах наклона ската кровли .

При наклонном скате покрытия постоянная нагрузка (q_п) равномерно распределена по скату покрытия, а снеговая нагрузка (S) - по его горизонтальной проекции.

Поэтому полную нагрузку на прогон, приведенную к скату, определяют по формуле:

.

При косом изгибе направление нагрузки не совпадает с главными осями инерции сечения прогона.

При расчёте на косой изгиб действующую нагрузку (q) раскладывают по направлению главных осей сечения:

- перпендикулярно скату; (13)

- вдоль ската. (14)

Расчёт прогонов на прочность при косом изгибе производят по формуле

, (15)

где и - составляющие расчётного изгибающего момента относительно главных осей Х и У ;

и - расчётные моменты сопротивления поперечного сечения для осей Х и У ;

Расчёт прогонов на прогиб при косом изгибе производят по формуле

, (16)

где и - составляющие прогиба в направлении, перпендикулярном к плоскости ската покрытия, и в плоскости ската покрытия;

- предельный прогиб, принимаемый [1, табл. 16].

При косом прогибе происходит увеличение сечения прогона. Поэтому следует исключить косой изгиб или ограничить его действие.

В спаренных прогонах из досок косой изгиб исключают жёстким в плоскости ската дощатым настилом. При наличии стропильных ног, расположенных по прогонам, косой изгиб прогонов исключают, соединяя стропильные ноги друг с другом в коньке здания и прикрепляя стропильные ноги к прогонам.

Список используемой литературы

1. СНиП II-25-80. Нормы проектирования. Деревянные конструкции. М.: Стройиздат. - 65 с.

2. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника.

3. Карлсен Г.Г. и др. Конструкции из дерева и пластмасс. -М.: 1975. - 687 с.

4. Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс. -М.: Высш. Школа, 1990. - 287 с., ил.

5. Шишкин. В.Е. Деревянные конструкции.. М.: Стройиздат.

6. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80). М.: Стройиздат, 1986. - 216 с.

7. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.

8. Методические указания и задания к курсовому и дипломному проектированию по курсу “Конструкции из дерева и пластмасс”. Составите ль ст. преп. Миронов В.С. Офсетная лаборатория ТИСИ. Томск - 3, пл. Соляная, 2.

9. Слицкоухов Ю.В. и др. Конструкции из дерева и пластмасс. - М., 1986. - 531 с.

10. Гринь И.М. и др. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчёт. - Киев.: Высшая школа, 1990, - 220 с.

11. Миронов В.С. Методические указания к курсовому проекту по курсу: «Конструкции из дерева и пластмасс. - Томск 1991.

Приложение 1

ПРИМЕР РАСЧЕТА 3-СЛОЙНОЙ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ПАНЕЛИ.

Конструирование панели.

Конструктивное решение: трехслойная клеефанерная панель покрытия коробчатой формы. Принимаем длину и ширину панели 3,5х1,2 м. Каркас панели - древесина (сосна II сорта); обшивка - плоские листы фанера ФСФ сорта В/ВВ. Принимаем для верхней обшивки семислойную березовую фанеру сорта В/ВВ толщиной =8 мм. Для нижней обшивки - пятислойную, толщиной =6 мм.

Ширину панелей по верхней и нижней поверхностям принимаем равной 1190мм, что обеспечивает зазор между панелями 10мм.

В продольном направлении длина панели принимается 3480мм при зазоре между панелями 20мм.

Влажность внутреннего воздуха: 75%

Влажностный режим помещения: влажный (влажность внутреннего воздуха 75% при температуре внутреннего воздуха до 24С) (2, табл. 1).

Зона влажности: 3-сухая (2, прил. 1*).

Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций: А2 (внутри отапливаемых помещений при температуре до 35С, относительной влажности воздуха 75%) (1, табл. 1)

Расчетные сопротивления семислойной фанеры (1, табл. 10):

R_фс = 120 кгс/см² - расчетное сопротивление сжатию в плоскости листа.

R_фр = 140 кгс/см² - расчетное сопротивление растяжению в плоскости листа.

R_фи = 160 кгс/см² - расчетное сопротивление изгибу из плоскости листа.

R_фи90 = 65 кгс/см² - расчетное сопротивление изгибу из плоскости листа (поперек волокон наружных слоев).

Е_ф =90000 кгс/см² - модуль упругости.

Е_ф90 =60000 кгс/см² - модуль упругости, поперек волокон наружных слоев.

По теплотехническому расчету (для г. Тюмени) определим толщину утеплителя, из экономических условий и по санитарно-гигиеническим нормам (по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»). Плита покрытия между слоем утеплителя и верхней обшивкой имеет пространство вентилируемое наружным воздухом, поэтому в расчете учитываем только нижнюю фанерную обшивку и слой утеплителя.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям [2, формула 1].

==1,69 м²С/Вт,

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. (Определяем по табл. 3* СниП II-3-79*), n=1.

t_в - температура внутреннего воздуха в помещении, t_в=16 С.

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, t_н =-37 С.

t^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по [2, табл. 2*]; t^н=0,8(t_в- t_р).

t_р -температура точки росы.

Находим температуру точки росы:

Степень насыщения воздуха влагой определяют его относительной влажностью W.

,

где е - действительная упругость водяного пара в воздухе.

Е - максимальная упругость водяного пара в воздухе [приложение 3 табл. 3].

=> [приложение 3 табл. 3].

t^н=0,8 (16С-11,5С)=3,6 С

_в - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по [2, табл. 4*], _в =8,7 Вт /м²С.

Найдем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по условиям энергосбережения по [2, табл. 1б] методом интерполяции.

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по [2, формула 1а].

ГСОП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер=(16+7,5)*220=5170,

где t_от.пер., средняя температура отопительного периода, t_от.пер.=-7,5С.

z_от.пер. - продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 С, z_от.пер.=220 сут.

Приведенное сопротивление теплопередаче для покрытий [2, табл. 1б изменения №3]:

R₀^тр=2,03 м²С/Вт,

Сравним два значения R^тр₀ и выберем наибольшее и подставим в формулу

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции не должно превышать требуемого значения.

Сопротивление теплопередаче R_o, м² С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 4].

,

отсюда выразим R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²С/Вт.

_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м * С), принимаемый по табл. 6* СНиП II-3-79*._н =23 Вт /м²С.

==1,87

Термическое сопротивление ограждающей конструкции определяем как для многослойной конструкции в соответствии с п.2.7 и п.2.8 [2]:

,

где и - термическое сопротивление слоёв ограждающей конструкции

,

где - толщина нижней обшивки плиты покрытия

- коэффициент теплопроводности нижней обшивки плиты покрытия



,

где - толщина слоя утеплителя.

- коэффициент теплопроводности (маты минераловатные прошивные ГОСТ 21880-76).

Найдём толщину слоя утеплителя:

Толщину утеплителя принимаем 100 мм.

Толщину ребра панели принимаем равным 4 см, ширину доски ребра с учетом острожки равным 14,4 см. Отсюда высота панели 15,8 см.

Построим график распределения температуры в ограждающей конструкции.

Для этого вычислим температуры на границе слоёв:



Расчет верхней обшивки на местный изгиб (Определение количества продольных ребер)

Расчетная нагрузка - сосредоточенная монтажная нагрузка Р = 100 кгс (1кН).

Стыки листов вдоль обшивки устраиваются “на ус”. При длине стыка ослабление фанеры стыком учитывается коэффициентом m_ф=0,6.

Расстояние а между ребрами определим исходя из расчетного сопротивления фанеры изгибу поперек волокон для настилов при действии монтажной нагрузки.

; =70 см

где R¹_ф.и =65 кгс/см² - расчетное сопротивление фанеры изгибу поперек шпона;

m_u = 1,2 - коэффициент условия работы, учитывающий монтажную нагрузку.

Шаг продольных ребер а принимаем равным 370мм.

Сбор нагрузок на панель

Таблица 1

Наименование	gн, кгс/м2	f	gр, кгс/м2
Постоянная нагрузка 1. Волнистый стальной настил 2. Рубероид кровельный прокладочный в один слой 3. Обшивки из ФСФ(0,008м+0,006м) 640кгс/м3 4. Каркас из древесины (поперечные и продольные ребра) (0,132м3500кгс/м30,17) 5.Утеплитель (минераловатные плиты) 50 кг/м30,01м	3,93 1,1 9 14 11,22 5	1,05 1,2 1,1 1,1 1,1 1,2	4,13 1,32 9,9 15,4 12,34 6
Итого:	31,4		35
Временная нагрузка 1. снеговая S	100	1,6	160
ВСЕГО:	131,4		195

Примечание. S=S₀, [7, формула 5]

S₀=100 кгс/м², [7,табл.4]

=1, (прилож.3 СНиП 2.01.07-85. “Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия”)

S=100 кгс/м²1=100 кгс/м²

31,4/100=0,31 0,8 = _f = 1,6 [п. 5.7]

Определение внутренних усилий.

Нагрузки, действующие на панель без учёта наклона панели:

Определение приведённых геометрических характеристик.



При определении приведённых моментов инерции и приведённых моментов сопротивления расчётную ширину обшивок следует принимать равной

при , [1, п.4.25].

где b=119см - полная ширина сечения плиты

l=3,5 м - пролёт плиты

a=37см - расстояние между продольными рёбрами по осям

Приведённая к фанере верхней обшивки площадь сечения панели

,

где _ф=0,8см - толщина верхней обшивки

^!_ф=0,6см - толщина нижней обшивки

Е_ф=90000кгс/см²- модуль упругости фанеры

Е_др=100000 кгс/см²- модуль упругости древесины

d=4см - толщина ребра панели

с₀=14,4см - высота ребра панели с учётом острожки

n=3 - количество рёбер

Приведённый статический момент сечения относительно нижней плоскости:

Приведённый к фанере верхней обшивки момент инерции:

Проверка нижней обшивки на растяжение при изгибе.

, (38) [1]

где R_ф.р =140кгс/см² [1, табл. 10 ]

m_ф =0,6 - коэф-т учитывающий снижение расчётного сопротивления в стыках фанерной обшивки (п.4.24) [1]

- коэф-т для условий эксплуатации А2 [1,табл.5].

_n =0,95 - коэф-т надёжности по назначению для зданий 2 класса ответственности

М = 35830кгссм

Проверка верхней обшивки на сжатие и устойчивость при изгибе.

, (41) [1]

где R_{ф. с}=120кгс/см² [1, табл.10]

- коэф-т для условий эксплуатации А2 [1, табл.5].

_n =0,95 - коэф-т надёжности по назначению для зданий 2 класса ответственности

М = 35830кгссм

при , [ 1, п.4.26]

Проверка клеевых соединений фанеры на скалывание.

где R_ск =8 кгс/см² - расчётное сопротивление скалыванию фанеры вдоль волокон наружных слоёв, (табл. 10) //

- коэф-т для условий эксплуатации А2 [1, табл.5].

_n =0,95 - коэф-т надёжности по назначению для зданий 2 класса ответственности

Q =409,5кгс

Статический момент сдвигаемой части приведённого сечения относительно нейтральной оси:

I_пр =11796,15см⁴

b_расч = 3 4см =12см - расчётная ширина сечения, равная суммарной ширине ребер.

Проверка рёбер на скалывание.

где R_ск =16кгс/см² - расчётное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон [1, табл. 3].

- коэф-т для условий эксплуатации А2 [1, табл.5]

_n =0,95 - коэф-т надёжности по назначению для зданий 2 класса ответственности.

Q =409,5кгс

I_пр =11796,15см⁴

b_расч = 3 4см =12см - расчётная ширина сечения, равная суммарной ширине рёбер.

Поверка прогиба панели.

,

где - предельный прогиб [1, табл.16]

-относительный прогиб.

условие выполняется.

Конструкция стыков панели

При неравномерно приложенной нагрузке может произойти смещение продольных кромок панелей относительно друг друга. Для предотвращения повреждения рулонного ковра продольные кромки стыкуются в четверть и сшиваются гвоздями (рис.3).



Рис. 3. Стык панелей вдоль ската.

Разрыв рулонного ковра может произойти и над стыками панелей в местах их опирания на главные несущие конструкции. Над опорой происходит поворот кромок панелей и раскрытие шва:

,

где h_оп =15,8см - высота панели на опоре

- угол поворота опорной грани панели

Для предупреждения разрыва рулонного ковра опорные стыки панелей необходимо устраивать с компенсаторами в виде отрезков стеклопластиковых волнистых листов толщиной 5мм при волне 50167мм. Отрезки прибиваются гвоздями к опорным вкладышам и сверху покрываются рулонным ковром (рис.4).



Рис.4. Стык панелей на опоре.

Такие компенсаторы создают каналы, необходимые для вентиляции внутреннего пространства покрытия.

Компенсатор, работая в пределах упругости материала, должен допускать перемещения опорных частей панели, связанные с поворотом торцевых кромок панелей и раскрытием швов.

Произведём расчёт компенсатора при a_шв=0,1см (рис. 5).

Перемещение конца компенсатора при изгибе панели:

В этой формуле P r - изгибающий момент в компенсаторе при его деформировании, который выражается через напряжение:

Из этих выражений получим формулу для проверки нормальных напряжений в волнистом компенсаторе:

,

где - ширина раскрытия шва

Е_ст =30000кгс/см² - модуль упругости полиэфирного стеклопластика (прил. 4, табл.8) [1]

_ст =0,5см - толщина листа стеклопластика

r =5cм - высота волны

R_ст =150кгс/см² - расчётное сопротивление стеклопластика (прил.4, табл.7) [1]

Вывод:

Условие прочности и жесткости панели выполняется. Запас по деформациям составляет 50%. В целях экономного расхода материала панели можно уменьшить высоту сечения деревянных дощатых продольных ребер.

Приложение 2

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДВОЙНОГО ДОЩАТОГО НАСТИЛА И СПАРЕННОГО МНОГОПРОЛЕТНОГО НЕРАЗРЕЗНОГО ПРОГОНА.

Задание на проектирование.

1. Режим эксплуатации здания -холодный

2. Район строительства -Новый Уренгой

3. Ширина здания, L (м) -22м

4. Высота здания, Н (м) -8,4м

5. Шаг стропильных балок

(несущих конструкций) В(м) -4,4м

6. Длина здания-11 шагов

11*В - 48,4м

Класс ответственности зданий по СниП 2.01.07-85*

“Нагрузки и воздействия” прил. 7 - II класс

Здание без кранового оборудования.

Расчет конструкции покрытия.

Расчет двойного дощатого настила. Зададимся конструкцией покрытия:

Сбор нагрузок.

Исходя из конструкции кровли проведем сбор нагрузок действующих на рабочий настил.

Данные сведем в табл. 2

Табл. 2

№	Наименование нагрузки:	Норм. Знач.	Коэф.	Расч. знач.
		qн	надежн.	qp
		кг/м2	гf	кг/м
1	Рулонная кровля на мастике.	3	1,3	3,9
2	Защитный слой (настил сплошной)	13,5	1,1	14,82
3	Рабочий слой (разреженный)	8,9	1,1	9,75
Итого:	25,4		28,47
4.1	Снеговая (для г. Новый Уренгой)	150	1,6	240
4.2	Монтажная (сосредоточенный груз)	Р=100кг	1,2	Р=120к

Коэффициент надежности по нагрузке для 1 позиции (табл. 1) г_f=1.3 принимаем согласно п. 2.2 [7] табл. 1 (Материал в рулонах, монтаж на строительной площадке).

Коэффициент надежности по нагрузке для пунктов 2,3 г_f=1.1 принимаем согласно табл. 1 [2] Временную нагрузку в п.4.1 ведем по §5 [7] q_н=S₀ м, где для Нового Уренгоя S₀=150 кг/м², м=1 (Так как по схеме №1 при б-20⁰<25⁰ прил. 3 [7]).

Коэффициент надежности позиции 4.1 q_н/S₀=28.47/150<0.8=> г_f=1.6.

Для п.4.2 принимаем нормативную сосредоточенную нагрузку согласно пункту 6.14 [1] и г_f=1.2.

Ветровую нагрузку не учитываем т.к по кровле с б?20⁰ возникают разгрузочные коэффициенты С_е1=-0.1 т.е. разгружают кровлю. Основное сочетание: постоянная +одна временная с коэффициентом сочетаний =1.

Определение расчетных усилий и геометрических характеристик сечения.

Шаг прогонов 1,3 принимаем из рекомендаций: [0.75ч1.5] м

Расчет ведем на нормальную составляющую нагрузки при б=20⁰.



Согласно п. 6.14 [1] настил рабочий рассчитывается на следующие сочетания нагрузок:

а) постоянная + временная от снега (расчет на прочность и прогиб).

б) постоянная + временная монтажная (расчет только на прочность).

Для варианта а (рис 4) расчетное значение нормальной составляющей для полосы 1м условно вырезанной вдоль ската.

Для варианта б (рис 5)

Расчетное значение нормальной составляющей для полосы 1м условно вырезанной вдоль ската:



Так как М_а > М_в - ведем расчет для М_мах =5329.4 кг·см (из варианта а).

Для проверки прогиба: величина нормативной нагрузки

Определим геометрические характеристики сечения рабочего настила; толщиной 2,5см.

где b=100*0,5, где коэффициент 0,5 учитывает перераспределение нагрузки, благодаря наличию сплошного защитного настила.

Проверка прочности и жесткости принятой конструкции настила.

Проверку прочности (I группа предельных состояний) осуществляем согласно п. 4.9 [1] формула 17.



Условие прочности выполнено.

Проверка прогиба.

Для двухпролетной балочной схемы величина относительного прогиба определяется по формуле.

,где (п 3,5(1))

Принятая конструкция удовлетворяет требованиям II - ой группы предельных состояний.

Расчет прогонов.

Сбор нагрузок, статический расчет.

Исходя из конструкции покрытия к данным представленным в табл. 1, добавим собственный вес прогонов и домножим на ширину грузовой площади, равной расстоянию между прогонами 1,3 м.

Таблица 3.

№	Наименование нагрузки	В раб. пл.	qн	гf	qр
		м	кг/м		кг/м
	Рулонная мягкая кровля	1,3	3,6	1,3	5,07
2	Защитный слой 0.019	1,3	8,4	1,1	9,27
3	Рабочий слой 0.025	1,3	11,5	1,1	12,68
5кр	Прогон (3 доски 0.06Х0.225)	-------	28,7	1,1	31,59
5ср	Прогон (2 доски 0.06Х0.225)	-------	19,1	1,1	21,06
4	Снег (временная)	1,3	195	1,6	312
Итого 1+2+3+5кр+4	247,77		370,61
Итого 1+2+3+5ср+4	239,67		360,08

Расчетная схема прогона - неразрезной многопролетный дощатый спаренный прогон, длинной, равной 11*В=11*4,4=44м. Схема работы неразрезного прогона - равнопрогибная.

Максимальный изгибающий момент над второй от края опоре:

Над средними опорами момент:

Расчет проведем для двух моментов: над первой с края опоре М_кр и для всех средних прогонов М_ср.

Так как то сечение прогона рассчитывается на косой изгиб. Нормальная составляющая к скату:

Скатная составляющая (вдоль ската кровли):

Тогда:

Для вторых с края опор: Расчетное значение нагрузок:

Нормативное значение нагрузок:

Для средних опор: Расчетное значение нагрузок:

Нормативное значение нагрузок:



Моменты над вторыми с края опорами (расчетные)

Моменты над средними опорами (расчетные):

Определяем геометрические характеристики сечения прогона.

Для крайних пролетов.

Для средних пролетов:

Проверка прочности и жесткости прогонов.

Расчет на прочность элементов цельного сечения при косом изгибе проводим согласно п. 4.12 [1] формула 20.