Учебное пособие 1810

6. КОНСТРУИРОВАНИЕ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДОЩАТОКЛЕЕНОЙ БАЛКИ

6.1. Определение размеров поперечного сечения дощатоклееной балки

Высота поперечного сечения h = l/15 (рис. 6.1.), толщина слоя Тсл. = 16, 19, 26, 33 мм.

Ширина поперечного сечения b = h/5 (рис. 6.1.), рекомендуемая ширина

100, 130, 150, 180, 200, 220 мм.

Рис. 6.1. Сечение дощатоклееной балки

6.2. Определение геометрических характеристик дощатоклееной балки

21

6.3. Определение полных нормативных и расчетных нагрузок на дощатоклееную балку

а) полная нормативная нагрузка определяется по формуле

где В – шаг балки, м.

Для деревянной балки нормативная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки определяется по формуле:

где gпокрн — нормативная постоянная нагрузка от конструкций плиты покрытия и кровли, Н/м2 (дано в задании на проектирование);

Sснн , Sснр — см. формулы (4.7) и (4.8);

kсв – коэффициент для нагрузки от собственного веса балки, определяе-

мый по [5, табл.6.1] kсв= l 3,6/6 ≤ 7; l – пролет балки, м.

б) полная расчетная нагрузка определяется по формуле:

где γf – коэффициент надежности по нагрузке γf = 1,1 [1, табл.1]

6.4. Определение усилий изгибающего момента и поперечной силы от действующих нагрузок

Усилия максимального изгибающего момента и максимальной поперечной силы от действующих нагрузок определяют по формулам 6.8 и 6.9 расчетная схема дощато-клееной балки и эпюры усилий приведены на (рис. 6.2.).

22

Рис. 6.2. Расчетная схема деревянной балки:

lp – расчетный пролет балки, м lp = l – 2 lопир.;

l – пролет балки (смотри в задании на проектирование); lопир. – опирание балки, lопир.= 150 мм = 0,15 м.

6.5. Определение расчетных характеристик материала деревянной дощато-клееной балки

Ru — расчетное сопротивление древесины при изгибе, табл.3 [4];

Rск — расчетное сопротивление древесины при скалыванию, табл. 3[4]; Ед – модуль упругости древесины Ед = 10000 МПа [4];

6.6. Проверка по I и II предельному состоянию дощато-клееной балки

Проверяем по I предельному состоянию:

1) проверяем сечение по нормальным напряжениям на прочность:

где Ru – расчетное сопротивление изгиба;

γn – коэффициент по назначению здания, равный 1 [1]; mб - коэффициент из табл.7 [4];

23

3) проверяем сечение по устойчивости плоской формы деформирования:

где Мmax – максимальный изгибающий момент; W – момент сопротивления брутто;

м - коэффициент продольного изгиба, определяется по формуле

где l0 – расстояние между опорными сечениями элемента, м; l0 = 1; 1,2; 1,5; 3;

b – ширина перечного сечения, м;

h – максимальная высота поперечного сечения, м;

кф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов,

кф=1 [4]; 5) проверяем сечение по касательным напряжениям:

где Rск – расчетное сопротивление древесины скалыванию.

Проверяем по II предельному состоянию (на прогиб):

где f0 – прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформации сдвига, м;

h – наибольшая высота сечения, м; l – пролет балки, м;

κ — коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

С— коэффициент, учитывающий влияние деформации сдвига от поперечной силы, определяется по формуле С = 15,4 + 3,8∙β = 19,2, где β = 1;

fu 3001 l — предельный прогиб.

24

Таблица 6.1

Исходные данные для расчета деревянной дощато-клееной балки на ЭВМ

Расчетные характеристики материала, МПа, с учетом коэффициентов условий работы m и коэффициента mn

25

mполки — масса стальной полки, определим по формуле

где Vполки — объем стальной полки, определим по формуле

где Bf – ширина поясных листов; Тf – толщина стальной полки.

mреб. жесткости — масса стальных ребер жесткости, определим по формуле

где Vреб.жест — объем стальных ребер жесткости, определим по формуле

где Tn – толщина ребер жесткости.

7.3.Определение расхода материала дощато-клееной балки

Объем древесины определим по формуле

КОМПОНОВКА ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЯ

В работе проектируется покрытие одноэтажного однопролетного здания. По данным 2-7 и 14 из табл. 2.1 вычерчивается лист 1, т.е. схема расположения элементов с маркировкой несущих конструкций (например: КЖ-1 – колонна железобетонная, БЖ-1 – балка покрытия железобетонная).

Поперечный разрез здания также вычерчивается с маркировкой основных элементов, указанием осей колонн, пролета, основных высотных отметок. При этом материал балки поперечника принимается согласно п.14 задания, а колонна может быть выполнена из сборного железобетона с размером сечения от 300

до 500 мм. (КЖ).

Допускается при стальных балках проектировать стальную колонну двутаврового сечения (КС), а при деревянных балках — деревянную стойку (КД).

Железобетонная и стальная балки проектируются с параллельными поясами с уклоном i = 0,025…0,1 в одну сторону для организации водостока. Ук-

27

лон создается за счет установки второго конца балки несколько выше, чем отметка низа балки, принятая согласно п.5 задания. Деревянная балка может быть с параллельными поясами либо двускатная с указанными выше уклонами.

9. ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

При выполнении чертежей необходимо руководствоваться ГОСТ 21.00179 СПДС «Основные требования к рабочим чертежам», ГОСТ 21.105-79 СПДС «Нанесение на чертежах размеров, надписей, технических требований и таблиц», а также общими требованиями ЕСКД и СПДС. Образец оформления чертежей приведен в прил. 6.

На первом листе формата А3 вычерчиваются:

а) схема расположения сборных элементов в масштабе 1:1000 и 1:200 с маркировкой разбивочных осей, отдельных элементов и узлов, с нанесенными расстояниями между ними;

б) поперечный разрез (схематично) здания в масштабе 1:100 или 1:200 с указанием высотных отметок и маркировкой элементов и узлов;

в) таблица сравнения трех вариантов по расходу основных материалов. На втором, третьем и четвертом листе разрабатываются рабочие чертежи

балок. Эти чертежи предназначены для изготовления разработанной конструкции балок на соответствующих заводах строительных конструкций.

На рабочем чертеже должны быть показаны:

а) расчетная схема балки с разрезом пролета и указанием расчетной нагрузки; б) чертежи отправочных элементов в масштабах 1:20, 1:50 (для железобетонной

балки разрабатывается армирование); в) спецификация; г) примечания о способе соединения и др.

Библиографический список

1.СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия – М: ЦИТП Госстроя России, М. 2003 – 42 с.

2.СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции — М: ЦИТП Госстроя России,

М. 2004 – 52 с.

3.СНиП II-23-81* Стальные конструкции – М: ЦИТП Госстроя СССР, 1991 4.СНиП II-25-80 Деревянные конструкции – М: ЦИТП Госстроя СССР, 1983

5.Проектирование и расчет деревянных конструкций: справочник/ И.М. Гринь, В.В. Фурсов, Д.М. Бобушкин и др.; под ред. И.М. Гриня. – К: Будивэльнык, 1988. – 240 с.

6.Бондаренко. В.М.Железобетонные и каменные конструкции: учебник для вузов/ В.М. Бондаренко, Д.Г. Суворкин. – М: Высшая школа, 1987

7.Фойбышенко, В.К. Металлические конструкции: учеб. пособие для вузов/ В.К. Фойбышенко. – М: Стройиздат, 1984 – 336 с.

8. Проектирование балочных конструкций [Текст]: метод. указания и задания к выполнению курсовой работы для студ. спец. 060800/ сост.: Ф.Б. Бойматов; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-

т. – Воронеж, 2006. — 47 с.

28

Таблица П.1.3

Нормативные и расчетные сопротивления проволочной арматуры (МПа)

Таблица П.1.4 Нормативные и расчетные сопротивления стержневой арматуры (МПа)

Таблица П.1.5

Модуль упругости арматуры

30