1651

21

2.3Коэффициент продольного изгиба

ϕ= 3000 = 0,22 1162

2.4Проверка устойчивости по формуле (2)

ВЫВОД: прочность и устойчивость элемента обеспечена.

В случае если выражения (12) и (13) не выполняются, необходимо изменить поперечное сечение элемента и произвести перерасчет.

Задание № 3

ТЕМА: Расчёт трёхшарнирной деревянной арки

Арки применяют в качестве несущих конструкций покрытий промышленных зданий, складов и павильонов при пролетах от 15 до 80 м. Арочные конструкции выполняют обычно криволинейного очертания (кругового и стрельчатого) они состоят из склеенного многослойного пакета гнутых плашмя досок. Поперечное сечение арок принимают прямоугольным и постоянным по всей длине с отношением высоты сечения к пролету, равным

301 − 501 . Ширина сечения принимается примерно 15 высоты сечения. Толщи-

на слоев для изготовления арок должна быть при радиусе кривизны до 15 м не более 4 см, а при большем радиусе – не более 5 см. Из условия удобства транспортирования наибольшее распространение получили трехшарнирные арки, состоящие из двух изогнутых по окружности полуарок. Отношение

стрелы подъема «f» к пролету «l» – для круговых арок принимают lf = 14 − 15 ,

а для стрельчатых арок lf = 12 − 13 . Радиус кривизны оси арки кругового очертания вычисляют по формуле

= l 2 + 4 f 2

r , (14)

а длину дуги по формуле

22

Распор арок воспринимается фундаментами или стальными затяжками.

Расчетным сечением арки является сечение с наибольшим изгибающим моментом, для которого также определяется продольная сила. По моменту и продольной силе расчет сечения производят на внецентренное сжатие. При определении гибкости расчетную длину элементов принимают: для двухшарнирных арок при симметричной нагрузке lo=0,35S, а для трехшарнирных арок при симметричной и несимметричной нагрузке, а также для двухшарнирных арок при несимметричной нагрузке lo=0,58S, где S – полная длина дуги арки.

Исходные данные Варианты исходных данных к заданию выбирают по табл. 4 и 6.

23

Задача

Проверить прочность трехшарнирной арки покрытия производственного здания, изображенной на рис. 3.

Рис. 3. Трёхшарнирная деревянная арка

Пример расчета

1Базовые вычисления

1.1Расчетная нагрузка с учетом коэффициента надежности по назначе-

нию γп=0,95

q=q′γп=21 0,95=20 кН.

1.2 Длина дуги арки

где f = 4l = 244 = 6 м

1.3 Опорные реакции

А=В= ql2 = 20224 = 240 кН

1.5 Максимальный изгибающий момент

М=0,0061 ql2=0,0061 20 242=70 кНм

1.6 Продольная сила

N=0,572ql=0,572 20 24=274 кН

1.7 Радиус кривизны

Так как rk = 15 м, то криволинейные блоки полуарок склеиваются из досок толщиной 4 см. После острожки с двух сторон по пластам склейки толщина досок (см. с. 5) будет равна 3,5 см (при толщине 5 см соответственно 4,5 см). Заданное сечение верхнего пояса имеет высоту h=700 мм (20 досок).

2 Проверка прочности верхнего пояса арки

2.1 Геометрические характеристики сечения

Fбр=Fрасч=h в=70 18=1260 см2 ,

W расч = в6h = 18 6702 =14700 см3

2.2 Радиус инерции

r=0,29h=0,29 70=20,3 см

2.3 Расчетная длина пояса lo=0,58 S=0,58 27,7=16 м

2.4 Гибкость

λ = lro = 160020,3 = 78,8 70 ,

следовательно,

ϕ = 3000 = 3000 = 0,48 λ2 78,82

2.5 Проверяем прочность принятого сечения арки на внецентренное сжатие от совместного действия максимального изгибающего момента и продольной силы

25

Устойчивость из плоскости арки не проверяем, так как она обеспечивается частым расположением прогонов кровли.

3 Проверка прочности затяжки

Расчетное сопротивление стали затяжки арки (сталь - марки ВСтсп 5)

Rу=235 МПа=23,5 кН/см2

3.1 Площадь сечения затяжки диаметром 40 мм

ВЫВОД: прочность арки обеспечена.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Порядок расчёта задание № 2 и задание № 3 (по пунктам).

2.Формулы 12 – 15 (наизусть).

3.От чего зависит расчётная длина деревянного стержня?

4.Как определить высоту поперечного сечения арки?

5.Область применения деревянных строительных конструкций.

Библиографический список

Основная литература

1. Использование современных строительных материалов в лесном комплексе [Текст] : рек. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений / С. И. Сушков, А. А. Арзуманов, В. Н. Макеев, А. С. Сушков; ВГЛТА. - Воронеж, 2014. - 136 с. - Электронная версия в ЭБС ВГЛТА.

26

Дополнительная литература 1. Арзуманов А. А. Строительное дело и материалы [Текст] : тексты лекций /

А. А. Арзуманов; ВГЛТА. - Воронеж, 2014. - 79 с. - Электронная версия в ЭБС ВГЛТА.

Оглавление

Введение……………………………….……………………………………….3

1.Задание № 1…………………..………………………………………… 5

2.Задание №2…………………………………..…..………………………15

3.Задание № 3 …………………………………………………………..20

Библиографический список………………………………………………..25

Оглавление ………………………………………………………………….26

Арзуманов Арбен Андреевич

Методические указания по самостоятельной работе дисциплины

«Использование современных строительных материалов в лесном комплексе»

наименование дисциплины

по направлению подготовки магистра /заочная форма/ 250700.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих

производств

РИО ВГЛТА. ВГЛТА 394013, Воронеж, ул. Тимирязева, д.8