6. Расчет и конструирование клеефанерной балки с волнистой стенкой

Пример расчета.

Разработать несущую конструкцию покрытия размерами в плане 12х52 м. Район постройки VI.

Нагрузки приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Нагрузки на покрытие

Вид нагрузки	Коэфф. перегрузки	Нагрузки
		единичные, кН/м2		на 1 м балки, кН/м
		норматив- ная	расчет- ная	норматив- ная	расчет- ная
Постоянная нагрузка Утепленная клеефанерная панель	-	0,440	0,507	2,640	3,043
Снеговая нагрузка	1/0,7	1,680	2,400	10,080	14,400
Полная нагрузка	-	2,120	2,907	12,720	17,443

1. Подбор сечений элементов балки.

Принимаем полную высоту балки h в середине пролета и на опорах h₀ при учете уклона кровли i = 0,1:

Определение расчетных усилий.

Наиболее опасное при изгибе двухскатных балок коробчатого и двутаврового профиля сечение балки находится от опор на расстоянии:

где

,

где =0,1, т.к. уклон кровли принимаем i = 0,1;

h'₀ – расстояние между центрами сечений поясов на опорах балки.

Расчетный изгибающий момент в опасном сечении и наибольшая поперечная сила на опоре балки:

Из условия среза стенки на опоре находим ее толщину:

где R^ф_ср=6 МПа– расчетное сопротивление фанеры срезу.

Принимаем =22 мм.

Учитывая, что изгибающий момент полностью воспринимается поясами, находим требуемую площадь сечения поясов.

Высота балки в расчетном сечении:

h_х=h₀+x·i=90+456·0,1=136 cм.

Расстояние между центрами тяжести поясов:

,

где – высоту поясов ориентировочно принимаем 15 см,

тогда

где R_р=10 МПа – расчетное сопротивление древесины растяжению.

Выбор сечений поясов. Принимаем пояса в виде клееных пакетов из трех досок толщиной 55 мм (до острожки 60 мм). Тогда:

F_п=b_п·h_п=16,5·15=247,5 см².

2. Проверка принятого сечения.

Геометрические характеристики расчетного сечения:

Находим коэффициент снижения момента сопротивления балки за счет податливости волнистой стенки:

,

где

где – модуль упругости материала поясов,

– модуль сдвига фанерной стенки,

– коэффициент, учитывающий форму волны; принимаемый равным 1.

Проверка принятого сечения:

-по максимальным нормальным напряжениям в расчетном сечении на расстоянии х=136см

-по жесткости:

где I_пр – момент инерции сечения в середине пролета:

– коэффициент, учитывающий податливость волнистой стенки:

– коэффициент, учитывающий переменность сечения по длине:

– максимальный относительный прогиб балки, определяемый по таб. 19, СНиП 2.01.07-85.

Следовательно, принятое сечение балки с волнистой стенкой удовлетворяет требованиям прочности и жесткости.