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:

; ;

- нормативне снігове навантаження

, де

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

- власна вага балки

;

;

- розрахункове снігове навантаження

, де

при .

Погонне навантаження на балку :

- нормативне

- 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=16 см (дошки шириною 17,5 см 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 прямокутний блок із 66 слоїв загальною товщиною .

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.

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 :

- нормативне

- 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 В- 3

Приймаємо пояси балки із 4 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 опру:

;

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	5,87	11,125	67,74	67,606	67,472	774532	22867	15512
2	1,1	10,22	101,46	67	66,936	66,802	681274	20336	15359
3	0,55	40,45	106,35	67,04	66,906	66,772	796601	23764	15352
4	0	21,37	111,25	67	66,866	66,732	815362	24339	15343
5	12	5,31	-	67,83	67,696	67,362	564335	16639	15533