4.2.Расчет стропильной балки покрытия.

4.2.1. Статический расчет балки покрытия.

Сбор нагрузок.

			Таблица 4.3
Конструктивные элементы и расчет нагрузок	Нормативная, Н/м2	γf	Расчетная, Н/м2
Постоянная нагрузка
Панель покрытия	941		1093
Клееная дощатая балка покрытия	219	1,1	241
Итого постоянная нагрузка на единицу площади покрытия g	1160		1334
Временная нагрузка
Снеговая нагрузка s	1275	1,6	2040
Полная нагрузка	2435		3374
Полная линейная нагрузка, Н/м	14610		20244

При статическом расчете конструкций постоянные нагрузки определяют по плотности материалов конструкций, а временные – по действующим нормам в строительстве.

Определим собственный вес балки покрытия по следующей формуле:

где g_с.в. – нормативный собственный вес балки покрытия;

g^н – нормативная постоянная нагрузка;

p^н – нормативная временная нагрузка;

l – пролет;

k_с.в. – коэффициент собственного веса конструкции.

Снеговая нагрузка.

Расчетный район по снеговому покрову – IV. S₀=1,5 кН/м², а средняя скорость ветра за зимний период v=5 м/с. В соответствии со СНиП [3, пп. 5.1, 5.2, 5.3, 5.5].

,

где μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, угол наклона крыши < 25^о , следовательно μ=1,0;

0,85 – коэффициент СНиП [3, п. 5.5].

Н/м²

Расчетная распределенная поверхностная нагрузка определяется умножением нормативной нагрузки на соответствующие коэффициенты надежности, принимаемые в соответствии со СНиП [3, пп. 2.2, 5.7].

Коэффициент надежности γ_f для снеговой нагрузки определяется в зависимости от отношения нормативного собственного веса панели g^н к нормативной нагрузке снегового покрова S₀.

< 0,8 ,

следовательно, γ_f =1,6.

Рис.4.

Определим расчетный изгибающий момент в середине пролета балки

Определяем поперечную силу на опоре балки

,

где l=17,5м – с учетом опирания балки.

4 .2.2. Конструктивный расчет балки покрытия.

Рис.5.

Высоту балки определяем из условия:

Принимаем h=1,5м.

Ш ирину балки определяем из условия:

Принимаем b=0,2м

Материал балки покрытия – ель.

Определяем геометрические характеристики.

М омент сопротивления сечения балки:

Момент инерции сечения:

М омент сопротивления:

Определим нормальные напряженеия в растянутой зоне по формуле:

где R_u – расчетное сопротивление древесины изгибу, R_u=1300Н/см²;

m_б – коэффициент условий работы, учитывающий размеры поперечного сечения(4, п.3.2.д), m_б=0,8;

m_сл - коэффициент условий работы, учитывающий толщину слоев(4, п.3.2.е), m_сл=1.

Проверяем скалывающие напряжения по формуле:

где R_ск=240Н/см² – расчетное сопротивление древесины скалыванию.

Таким образом, балка удовлетворяет требованиям прочности (первому предельному состоянию).

Определяем прогиб балки от нормативной нагрузки по формуле:

тогда относительный прогиб

Таким образом, балка удовлетворяет также и требованиям жесткости (второму предельному состоянию).