Деревянные конструкции

 

Расчетная нагрузка на 1 погонный метр плиты составит:

 

                                                                                                                    (3)

 

где bпл – ширина плиты покрытия;

 

 

 

Нормативная нагрузка на 1 погонный метр плиты составит:

 

                                                             ,                                                       (4)

 

 

 

 

3.3 Определение расчетных характеристик используемых материалов

 

 

Для сосновых досок 2-го сорта:

1. Верхняя фанерная обшивка:

- Расчетное  сопротивление фанеры растяжению  – 

- Расчетное  сопротивление фанеры сжатию  – 

- Расчетное  сопротивление фанеры изгибу  – 

- Расчетное  сопротивление фанеры скалыванию  – 

2. Нижняя фанерная  обшивка:

- Расчетное  сопротивление фанеры растяжению  – 

- Расчетное  сопротивление фанеры сжатию  – 

- Расчетное  сопротивление фанеры изгибу  – 

- Расчетное  сопротивление фанеры скалыванию  – 

3. Для древесины:

- Расчетное  сопротивление растяжению – 

- Расчетное  сопротивление сжатию – 

- Расчетное  сопротивление изгибу – 

- Расчетное  сопротивление скалыванию – 

4. Модуль упругости фанеры:

5. Модуль упругости древесины:

 

 

3.4 Определение геометрических характеристик поперечного сечения

 

 

Геометрические характеристики клеефанерной плиты приводим к фанерной обшивке, учитывая соотношение:

 

                                                                                              (5)

 

Учитывая неравномерность распределения напряжения по ширине панелей, уменьшаем расчетную ширину фанерной обшивки путем введения в расстоянии между ребрами коэффициент 0,9:

 

                                                 (6)

 

Определяем площади поперечного сечения:

 

                                                                                                      (7)

 

- верхней обшивки

 

 

 

- нижней обшивки

 

 

 

- древесины продольных ребер

 

 

 

Приведенная к фанере площадь поперечного сечения панели:

 

                                                                                      (8)

 

 

 

Приведенный к фанере статический момент сечения относительно нижней плоскости:

 

                           (9)

 

,

 

 

 

Положение нейтральной оси приведенного сечения определяется по формуле:

 

                                                                                                                 (10)

 

 

 

Приведенный к фанере момент инерции:

 

                                            (11)

 

,

 

Приведенный момент сопротивления верхней (сжатой) части панели:

 

                                                                                                          (12)

 

 

 

Приведенный момент сопротивления нижней (растянутой) части панели:

 

                                                           ,                                                  (13)

 

 

 

 

3.5 Определение максимальных значений  момента и поперечной силы

 

 

Расчетный пролет плиты:

 

                             ,                  (14)

 

Максимальный момент:

 

                                                                                                             (15)

 

 

 

Максимальная поперечная сила:

 

                                                                                                             (16)

 

 

 

 

3.6 Расчет по нормальным напряжениям

 

 

Напряжения в нижней полке:

 

           ,    (17)

 

где – коэффициент, учитывающий соединение листов фанеры по длине панели.

Напряжения в верхней полке:

 

                    ,                     (18)

 

Проверяем сжатую полку на устойчивость:

 

                                                                                                        (19)

 

При , , тогда

 

 

 

 

3.7 Расчет верхней обшивки на действие монтажной нагрузки

 

 

Фанерную полку расчитываем как пластину, заделанную в местах приклейки к ребрам. Груз Р, считаем распределенным на ширину 100см.

 

                                                                                                     (20)

 

Изгибающий момент от монтажной нагрузки:

 

                                                                                                                    (21)

 

где Р – вес сосредоточенного груза;

 

 

 

Момент сопротивления:

 

                                                                                                           (22)

 

 

 

 

 

 

 

,

 

следовательно, условие выполняется.

 

 

3.8 Проверка поперечного сечения плиты на скалывание

 

 

Проводим проверку скалывающих напряжений по клеевому шву между шпонами фанеры:

 

                                                                                                 (23)

 

где Sф – статический момент сдвигаемой части приведенного сечения относительно нейтральной оси;

 

                                                                                  (24)

 

 

 

,

 

следовательно, условие выполняется.

 

 

3.9 Расчет плиты по деформациям

 

 

Прогиб панели от нормативной нагрузки:

 

                                                                                           (25)

 

 

 

 

 

Все проверки прочности, устойчивости и деформативности выполняются. Корректировку поперечного сечения в сторону уменьшения производить не нужно, так как поперечное сечение ребра

 

                                         ,                               (26)

 

назначено из условия пожаробезопасности, а шаг ребер назначен из условия восприятия монтажной нагрузки.

 

 

 

4 Расчет ограждающих стеновых конструкций

 

 

4.1 Конструктивная схема стеновой панели

 

 

Конструктивную схему стеновой панели принимаю в соответствии с рисунком 3.

 

                         ,                       (27)

 

Принимаю фанеру 10 мм.

Доска с учетом острожки 44119 мм.

 

                              ,                       (28)

 

 

Рисунок 3 – Конструктивная схема стеновой панели

 

 

4.2 Сбор нагрузок на панель

 

 

а) в вертикальной плоскости:

 

Таблица 2 – Сбор нагрузок на панель

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, qn, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке,γf	Расчетная нагрузка, qr, кН/м2
1	2	3	4
Постоянная: 1. Продольные ребра 2. Поперечные ребра 3. Утеплитель 4. Фанерные обшивки 5. Пароизоляция 6. Вес основных элементов 7. Вес вспомогательных элементов	4,36 2,49 12 14 5 37,85   3,79	1,1 1,1 1,2 1,1 1,2	4,80 2,74 14,4 15,4 6 43,34   4,33
Итого вес одной панели вес двух панелей	41,64 83,28		47,67 95,34

 

Расчетная нагрузка на 1 погонный метр плиты:

 

,                                   (29)

 

б) в горизонтальной плоскости (ветровая нагрузка):

 

                   ,                (30)

 

                                 ,                     (31)

 

где – коэффициент изменение ветрового давления по высоте z;

 – аэродинамический коэффициент;

 – коэффициент надежности  по нагрузке;

 – нормативное значение  ветрового давления.

 

 

4.3 Определение  максимальных значений момента  поперечной силы

 

 

 

Рисунок 4 – Расчетная схема стеновой панели

 

                                       ,                       (32)

 

                                      ,                      (33)

 

 

4.4 Определение геометрических  характеристик поперечного сечения  панелей

 

 

 

Рисунок 4 – Сечение стеновой панели

 

В вертикальной плоскости:

 

                          ,                 (34)

 

В горизонтальной плоскости:

Учитывая неравномерность распределения напряжения по ширине панели, уменьшаю расчетную ширину фанерной обшивки путем введения в расстояние между ребрами коэффициента 0,9:

 

                  ,           (35)

 

Приведенный к фанере момент инерции:

 

                       ,                 (36)

 

 

 

Момент сопротивления:

 

                                       ,                             (37)

 

 

4.5 Проверка прочности по нормальным напряжениям в растянутой обшивке

 

 

                                            ,                                          (38)

 

Фанера соединяется на ус, следовательно, .

 

 

 

следовательно, проверка прочности выполняется.

 

 

4.6 Расчет панели по деформации

 

 

При действии нормативной ветровой нагрузки:

 

                 ,               (39)

 

следовательно, условие выполняется.

Все проверки прочности, устойчивости и деформативности выполняются. Корректировку поперечного сечения в сторону уменьшения производить не нужно, так как поперечное сечение ребра

 

                                         ,                                (40)

 

назначено из условия пожаробезопасности, а шаг ребер назначен максимально допустимым из условия стыковки фанерных обшивок.

 

 

 

5 Расчет стропильной конструкции покрытия

 

 

5.1 Определение размеров поперечного сечения стропильной конструкции

 

 

В качестве несущей конструкции покрытия принимаем двускатные клеедощатые балки прямоугольного сечения. Расчетный пролет балки Для изготовления балки принимаем сосну 2-го сорта.

 

 

Рисунок 5 – Конструктивная схема стропильной конструкции

 

 

 

В соответствии с рекомендуемым отношением высоты балки в середине пролета к величине перекрываемого пролета в пределах принимаю высоту балки:

 

                            ,                            (41)

 

                                                         ,                                                          (42)

 

Наименьшая ширина балки прямоугольного сечения:

 

,

 

принимаю по сортаменту 225 мм.

 

,

 

где – высота балки с учётом острожки.