Введение

Древесина – ценный конструкционный строительный материал. Конструкции из дерева относятся к классу легких строительных конструкций, применение которых в строительстве является одним из важных направлений на пути повышения эффективности и ускорения строительного производства.

Деревянные строительные конструкции являются надежными, легкими и долговечными.

Достоинство древесины как материала конструкций – требуемая прочность при малой массе, достаточная долговечность, относительная простота добывания материала, технологичность изготовления конструкций, малые значения коэффициентов температурного расширения и теплопроводности, стойкость к некоторым химически агрессивным средам.

К основным недостаткам можно отнести низкую огнестойкость, низкую биологическую стойкость, сильную зависимость физико-механических свойств от температурно-влажностных условий и длительности нагрузок, значительную неоднородность.

Данные к проектированию:

1. Схема № а

2. Ригель- треугольная деревянная ферма;

3. Колонна – клеефанерная стойка;

4. Пролет здания, ℓ=22,2м;

5. Высота до несущей конструкции, Н=5 м;

6. Длина здания, 49,5 м;

7. Шаг несущих конструкций, а_н=4,0м;

8. Тепловой режим здания – теплый;

9. Место возведения здания – г. Чита;

10. Конструкция кровли – трехслойная панель с металлическими профилированными обшивками;

11. Район по весу снегового покрова – II;

12. Район по давлению ветра – II;

Рисунок 1 – Схема здания

1. Расчет ограждающих конструкций покрытия

1.1Расчет трехслойной панели с металлическими профилированными обшивками

Запроектируем и рассчитаем сплошную трехслойную плиту, состоящую из двух металлических листов, между которыми расположен утеплитель. Плита длиной L=6м и шириной b=1м опирается на прогоны покрытия.

1 – металлические обшивки;

2 – пенополиуретан

Рисунок 1 – Трехслойная панель с металлическими профилированными обшивками

Таблица 1.1 - Нормативная и расчётная нагрузка на 1м² покрытия.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка	Коэффициент нагрузки	Расчётная нагрузка
Металлические обшивки	0,059	1,1	0,065
Пенополиуретан 60x80мм	0,045	1,3	0,059
ИТОГО:	Gk = 0,104		Gd =0,124
снеговая	Qk = 1	1,6	Gd =1.6
Всего	1,104		1,724

Для II снегового района S₀=0,7кН/м² (табл.4[2]). Следовательно:

Q_k= S₀·µ₁ =0,7·1=0,7кПа,

где µ₁=1 – коэффициент, учитывающий форму покрытия (прил.3,схема 1[2]).

При G_k / S₀=0,104/0,7=0,104<0,8 коэффициент надежности для снеговой нагрузки =1,6 согласно п.5.7[2].

Тогда Q_d= Q_k· =1·1,4=1,6кПа.

Статическая схема плиты – однопролетная шарнирная балка пролетом

ℓ=L-0,05=0,5-0,05=0,45м.

Расчетные максимальные усилия в плите – изгибающий момент и поперечная сила:

Принимаем для обшивок алюминиевые листы со следующими параметрами: толщина t=1мм; расчетное сопротивление алюминия f=125МПа; модуль упругости Е=71000МПа; коэффициент линейного расширения k_α=23·10⁶ .

Принимаем для среднего слоя пенополиуретан плотностью 60кг/м³; расчетным сопротивлением скалыванию f_v=0,025МПа и модулем сдвига E_v=7МПа.

Требуемую высоту сечения плиты определяем из условия сопротивления утеплителя скалыванию:

h = , принимаем высоту панели h=60мм.

Геометрические характеристики сечения плиты:

Момент инерции ,

Момент сопротивления ,

Статический момент

Проверка растягивающих и сжимающих напряжений в обшивке при изгибе:

.

Проверка скалывающих напряжений в среднем слое:

.

Проверка прогиба плиты:

- коэффициент сдвиговой податливости.

Прогиб от нормативной нагрузки:

, условие выполняется.