5. Расчет подсобного помещения.

5.1 Расчет дощато-клееной балки.

В качестве настила и прогонов принимаем те же конструкции, что были рассчитаны для основного цеха, а в качестве балки перекрытия принимаем дощато-клееную односкатную балку прямоугольного сечения пролетом L=18 м утепленного покрытия, имеющую уклон i=1:10, cosα = 0,995. Продольная неизменяемость покрытия обеспечивается прикреплением прогонов к балкам и постановкой горизонтальных связей в торцах здания и по его длине.

При определении нагрузки на балку ввиду малости угла наклона можно считать, что вес на 1 м² горизонтальной проекции покрытия равен весу, приходящемуся на 1 м² поверхности покрытия. Нагрузки на 1 м² покрытия приведены в таблице 2.

Подсчёт нагрузок на 1 м²

Таблица 2

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчётная на- грузка, кН/м2
1	2	3	4
Постоянная:
1. Кровля рулонная (3	0,12	1,3	0,156
слоя рубероида)
2. Утеплитель	0,1	1,1	0,11
3. Пароизоляция (1 слой
рубероида)	0,04	1,3	0,052
4. Защитный настил
t=16мм, ρ=500кг/м3	0,08	1,1	0,088
5. Рабочий настил
t=25мм, ρ=500кг/м3	0,125	1,1	0,135
6. Прогон	0,0429	1,1	0,0472
	0,5079	—	0,5882
7. Собственный вес балки	0,0745	1,1	0,08195
Общая постоянная	0,5824	—	0,67
Временная снеговая	1,28	1,4	1,8
Полная равномерно распределённая	1,8624	–	2,47

Собственный вес прогона определен из выражения:

Расчетная нагрузка действующая на балку:

q = (g+s)cosα·B = (0,67+1,8)х0,995х6 = 14,746 кН/м = 0,14746 кН/см;

Подбираем опорное сечение из условия прочности на скалывание.

Поперечная сила Q = qI/2 = 14,746х10/2 = 73,73 кН.

Требуемая высота сечения над опорой:

h_{0 тр} = 3Q/2bR_ск = 3х73,73/2х15х0,15 = 49,15 см = 0,5 м, где b = 15 см – ширина доски;

R_ск = 0,15 кН/см² – расчетное сопротивление древесины скалыванию;

Проведем проверку прочности подобранного сечения по нормальным напряжениям:

М = ql²/8 = 14,746х10²/8 = 184,325 кН·м = 18432,5 кН·см.

W = bh²/6 = 15х50²/6 = 6250 см³

σ = М/W = 18432,5/6250 = 2,95 кН/см² > R_um_бm_ск = 1,5х0,9х1 = 1,35 кН/см².

R_u= 15 МПа=1,5 кН/см² – расчетное сопротивление изгибу клееной древесины.

Так как условие не выполняется , увеличим высоту сечения балки.

σ = М/W = М/(bh²/6) = 6M/bh² ≤ R_um_бm_ск, откуда

Принимаем 22 доски, тогда h_б = 22х3,4 = 74,8 см.

σ = 18432,5х6/(15х74,8²) = 1,318 кН/см² < R_um_бm_ск = 1,5х0,9х1 = 1,35 кН/см².

Проверяем прогиб балки от нормативных нагрузок:

q = (g_н+s_н)cosα·B = (0,5824+1,28)х0,995х6 = 11,118 кН/м = 0,11118 кН/см;

Момент инерции сечения балки:

I = b·h³/12 = 15х74,8³/12 = 523136,24 см⁴.

Модуль упругости древесины Е_д = 10⁴ МПа = 1000 кН/см.

Относительный прогиб балки:

Балка опирается на стойку посредством дубового вкладыша. Горизонтальные перемещения балки отсутствуют, благодаря двум скобам на каждой опоре, которые тоже обеспечивают реализацию расчетной схемы балки.