1. Конструирование и расчет асбестоцементной панели

1. Исходные данные

Производится проектирование деревянного каркаса одноэтажного

производственного здания в г. Пружаны. Класс условий эксплуатации – 2. Основной

несущей конструкцией является деревянная арка трехшарнирная клееная

стрельчатого очертания с пролетом равным 33м. Длина здания составляет 71,4 м, а

шаг несущих конструкций – 4,2 м.Ограждающие конструкции покрытия и стены выполняются из плит с одной нижней обшивкой из плоских асбестоцементных листов марки ЛП-П;, порода древесины--пихта. Для соединения обшивок с каркасом используются шурупы. Утеплитель - минераловатные плиты, толщиной 60мм. Кровля –металочерепица монрей

2. Компоновка рабочего сечения панели

Ширину панели делаем равной ширине листа асбестоцемента с учетом обрезкикромок для их выравнивания b=1480. Толщину асбестоцементной обшивки принимаем равной 10 мм. Каркас панели состоит из четырех продольных ребер . Шаг ребер принимаем 470 мм, что меньше 500 мм. Для придания каркасу жесткости продольные ребра соединены на клею с поперечными ребрами,расположенными с шагом 1010мм, что меньше 1500 мм

Высота плиты

Определение нагрузок на плиту покрытия

Наименование нагрузок	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м2
Постоянная:
Кровля : “Монтерей” m=4.5 кг/м2 [1, табл.1.1]	0.045	1,05	0,047
Минераловатные плиты пп. , δ=60 мм, ρ=300 кг/м3)	0,18	1,2	0,216
Каркас деревянный; =500 кг/м3; [1, табл.2.3]	0,107	1,1	0,12
Обшивка – асбестоцементный лист лп-п =1800 кг/м3; =0,01м.	0,18	1,2	0,216
Всего	=0,512		=0,599
Временная:
Снеговая =0,8	0,62	1,5	0,93
ИТОГО	1,153		1,561

Нормативная нагрузка на 1 м² от:

• утеплителя: кН/м²

• объем древесины каркаса:

• V=0,125·0,04·4,18·4+0,125·0,04·0,43·15+4.18·0.125·0.032=0,133м³;

= =(0,133·500)/4,18·1,482 =0,107кН/м ; g_k=ρ g= (0.01·1800) =0,1 8 кг/м²

1.3.1 Определение геометрических размеров оси арки

Пролет L := 33 m

Стрела подьма f := 6.6 m

Шаг арок b := 4.2 m

Д лина хорды полуарки:

Стрела подьема дуги полуарки принимаем: f0=1.2 m > l 0/15=1.13 m

Длина дуги полуарки

Р адиус кривизны оси полуарки:

Угол  раствора полуарки:

Угол a хорды полуарки к горизонту:

У гол f0 наклона радиуса, прходящего через опору арки:

За начало координат принимаем левую опору, тогда координаты центра кривизны оси

полуарки будут равны:

Подставляя tan50 =dy/dx=1.192

Тогда:

Х =4

Тогда угол наклона касательной в верхней точке полуарки составит:

Временная нагрузка на 1 м² от веса снегового покрова:

S = S₀μ Пружаны находятся в снеговом районе IБ S₀=0,8 кН/м²

S ₁= S₀μ= 0,80,775=0,62кН/м²

Отношение значения нормативной нагрузки покрытия к нормативному весу снегового

покрова g_k/g_sk= 0,512/ 0,62 = 0,83>0,8 - коэффициент надежности для снеговой нагрузки

равен 1,5

Располагаем снеговую нагрузку по контуру конструкции. Для этого умножаем

нормативное и расчетное значение на отношение l / S.

qs.k. ·l / S = 0,62·16.5 / 17,99 = 0,569 кН/м;

qs.d. ·l / S = 0,93·16.5 / 17,99 = 0,853 кН/м;

Наиболее нагруженными являются два промежуточных ребра, так как нагрузка,

воспринимаемая ребром, собирается с двух полупролетов справа и слева от ребра.

Линейно распределенная нагрузка на расчетное среднее ребро

равна(определяемая с учетом шага продольных ребер) равна:

g_k = 0,512  0,47 = 0,24 кН м, gs_k = 0,569 0,47 = 0,267 кН м,

q_d= 0,599  0,47 = 0,28кН м. qs_d = 0,853 0,47 = 0,4 кН м.

Нормальная составляющая полной нагрузки, действующая на ребро плиты, равна:

Нормативная: f_k = (g +q)_k cos a=(0,24+0,267)·cos6.8=0,51 кН/м;

Расчётная: f_d = (g+q)_d cos a =(0,28+0,4)·cos6.8=0,68 кН/м.

Расчетные характеристики материалов

Согласно заданию принят плоский асбестоцементный лист марки ЛП-П по ГОСТ

18124-95 в качестве обшивки. В соответствии с табл. 2.15 [1] первый сорт

прессованного плоского асбестоцементного листа имеет временное сопротивление

изгибу 23 МПа. В соответствии с п. 2.3.2 [1] следует принимать временное

сопротивление изгибу для расчета плиты, равное 0,9.23=20,7 МПа. Так как такого

временного сопротивления изгибу в табл.2.16 [1] нет, то следует принимать значения

расчетных сопротивлений асбестоцемента, находящиеся в ближайшей графе, т.е

соответствующие временному сопротивлению изгиба 20МПа. Кроме того, расчетные

сопротивления следует умножать на коэффициент условий работы в соответствии с

п.2.3.2[1].Коэффициент условий работы γf= 0.9.

р асчётное сопротивление сжатию листового асбестоцемента:

Расчётное сопротивление растяжению листового асбестоцемента:

Расчётное сопротивление смятию листового асбестоцемента:

Модуль упругости листового асбестоцемента: МПа

Расчётные характеристики древесины :

Для изготовления каркаса плиты применена древесина пихта II сорта

-расчётное сопротивление древесины изгибу:

,

Расчётное сопротивление древесины на сжатие вдоль волокон:

-расчётное сопротивление древесины скалыванию при изгибе неклееных элементов

,

-расчётное сопротивление древесины растяжению:

,

Модуль упругости древесины вдоль волокон принимаем равным:

Е_о = 8500·1,05=8925МПа.