3. Розрахунок і конструювання основних несучих конструкцій

Проектуємо клеєну балку покриття.

3.1 Навантаження на балку

2.1.1 Навантаження на 1 м² горизонтальної проекції:

- від огороджуючої конструкції покриття та покрівлі:

; ;

- експлуатаційне снігове навантаження:

, де

- коефіцієнт переходу від снігового навантаження на поверхні землі до навантаження на покриття;

- власна вага балки:

;

;

- розрахункове снігове навантаження

, де

Погонне навантаження на балку :

- експлуатаційне

- розрахункове ,

де а – крок несучих конструкцій .

3.2 Конструктивний розрахунок Товщину слоїв для виготовлення балки приймаємо 33 мм після стругання.

Потрібна площа перерізу балки на опорі із умови міцності клеєного шва на сколювання:

, де

- поперечна сила на опорі;

- розрахунковий опір сколюванню при згині клеєних елементів.

Приймаємо ширину балки в=21 см (дошки 225х40мм до стругання), тоді .

Потрібна висота перерізу балки по середині прольоту із умов міцності по нормальним напруженням в найбільш напруженому перерізі:

, де

- згинаючий момент по середині прольоту балки ;

- розрахунковий опір згину;

- коефіцієнт умов роботи.

Для виготовлення балки склеюються прямокутнй блок(блок розкрою),шляхом розпилювання якого утворюються дві половини балки.

Рис.3.2-Блок розкрою дощатоклеєної балки(заготівельний блок)

Приймаємо блок розкрою із 68 шарів дощок загальною товщиною

;

остаточно приймаємо висоту балки всередині прольоту , що більше .

Перевіряємо напруження сколюванню на опорі і нормальні згинаючі напруження в найбільш напруженому перерізі.

Висота найбільш напруженого перерізу

.

Момент опору

Згинаючий момент в перерізі:

, де

-

- відстань до найбільш напруженого перерізу.

Напруження:

Оскільки закріплення зажатої кромки відбувається за рахунок панелей покриття через 0,5 м , то - перевірка стійкості плоскої ферми деформування не потрібно.

3.3 Прогин балки

, де

, де

;

- коефіцієнт, враховуючий змінність перерізу по висоті;

- коефіцієнт, враховуючий вплив дотичного напруження на прогин;

- модуль пружності деревини.

Відносний прогин балки:

Так як , будівельний підйом приймаємо конструктивно .

При отриманих розмірах ухил верхнього поясу балки:

3.4 Розрахунок опорного вузла

Опорна реакція балки передається на 2 вклеєних стержня.

Діаметр стержнів приймаємо за умови , приймаємо d=2см.

Потрібна довжина заробленої частини стержнів:

,

де - розрахунковий опір сколюванню в клеєних з’єднань для максимального напруження;

n – кількість вклеєних стержнів.

Приймаємо .

Проектуємо клеєфанерну балку покриття.

3.5 Навантаження на балку

Погонне навантаження на балку :

- експлуатаційне

- розрахункове , де

а – крок несучих конструкцій .

Висоту поперечного перерізу балки в середині прольоту приймаємо , що являється стандартною шириною фанерного листа. При ухилі покрівлі і=1:15 висота перерізу на опорі буде:

;

Визначаємо потрібну ширину балки:

, де

- розрахунковий опір розтягу вздовж волокон;

- коефіцієнт умов роботи для групи експлуатації конструкцій А- 2

Приймаємо пояси балки із 10 дощок з загальною шириною .

Тоді загальна ширина становитиме .

Розрахункові перерізи балки будуть з координатами:

, де

- розрахунок по нормальним напруженням на стійкість фанерної стійки;

- розрахунок фанерних стінок поголовним напруженням;

- розрахунок фанерної стійки на стійкість;

- розрахунок на зріз фанерної стійки і на сколювання між поясами і стінкою ;

- розрахунок по деформаціям.

Для цих перерізів розраховуються:

- згинаючий момент і поперечна сила

; ;

- висота перерізу , відстань між центрами поясів , висота стінки

; ; ;

- приведені до фанери геометричні характеристики :

1. момент інерції:

, де

- коефіцієнт приведення;

- коефіцієнт, враховуючий збільшення модуля пружності фанери при згині в площині листа;

2. момент опору:

;

3. статичний момент площини на рівні внутрішньої кромки:

Розрахунки проводимо в табличній формі:

Номер перерізу	Коори-ната х ,м	Зусилля		Висота перерізу , см			Приведення до фанери геометр. харект.
		М, кНм	Q, кН	hx	hx’	hст	Iпр, см4	Wпр, см3	Sпр, см3
1	8.1	727,6	44,1	123,5	109,1	94,7	4795178	77655	46838
2	1,1	142,3	149,2	77,3	62,9	48,5	1606003	41552	29330
3	0,55	145,7	129,4	73,6	59,2	44,8	1382109	37557	27926
4	0	0	135,6	70	55,6	41,2	1219546	34844	26561
5	12	813,6	0	149,2	134,8	120,4	7441582	99753	56612