Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
18.86 Mб
Скачать

Распор арки у правой опоры

М с = 937-7-290-5,75-818-2,18Б 3,5 = 0;

 

3109

Я £ =

=888 кГ.

 

3,5

Изгибающие моменты в арке находим в точках R \ , 4, 6, R 2 ' и 8 в левой половине арки и в симметричных точках правой половины. Указанные точки имеют следующие координаты:

точка

R i

(/=1,35 м,

 

х=\,26

м;

»

4

(/4 =

2,41 м,

х 4

=

2,8 ж;

»

6

(/6 =

3,04 м,

х 6

=

4,2 м;

»

R /

(/ =

3,22 м,

х = 4 , 8

1 м;

»

8

(/8 =

3,39 ж,

х8

=

5,6

ж.

Вычисляем плечи сил VA, НА,

R x i ,

R

y i ,

R x 2 ,

Ryz относительно точек,

в которых определяются изгибающие моменты, например

относительно точки 4:

 

 

 

V A = 2 , 8 М;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЯА=2,41 М;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# „ 1 = 2,8—1,25=1,55 м;

 

 

 

 

 

 

/?х 1 =2,41-1,35=1,06 М.

 

 

 

Полученные

изгибающие

моменты

от

ветровой

нагрузки

сведены

в табл. 26.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Максимальный изгибающий момент

(1639 кГм) имеем в точке 4 при за-

гружении снегом правой половины арки и от ветра справа. Ввиду незначитель­

ного влияния ветровой нагрузки (57

кГм), составляющей всего лишь 0,36%

от нагрузок постоянной и снеговой,

равной

269+1313=1582 кГм,

ветровую

нагрузку не учитываем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нормальная сила в точке 4 при том же загружешш

 

 

 

 

 

Hi =

Qo si n q ) 4 + # c o s <рч;

 

 

(121)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s i n ф 4 =

0,5/—хь

0,5-14—2,8

 

 

 

— — =

 

8,75

 

=0,480;

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

c o s

ф 4 =

R-f+yi

=

8,75-3,5+2,41

 

 

 

 

R

 

8,75

=0,875.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Распор от постоянной

нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

228-142

1595 кГ.

 

 

 

 

 

 

Н=

 

=

 

 

 

 

 

 

 

8-3,5

 

 

 

 

 

 

Вертикальная

нагрузка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qo=

228-14

228-2,8 = 958 кГ.

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

Nn о с т = 958 • 0,48+1595 • 0,875 =

1850 кГ.

 

 

 

160

Номер точки

0

#1

4

6

*2

8

10

Табл. 26. Изгибающие моменты, кГм

От единичной нагрузки

 

 

От по­

 

 

стоянной

 

 

нагрузки

 

 

g = 228

слева

справа

кГ/м

на /

на 1/2

на 1/2

 

0

0

0

0

+

1,18

— 2,52

— 1,34

— 306

+

2,35

— 3,53

— 1,18

— 269

+

2,55

— 3,32

— 0,77

— 175

+

2,33

— 2,85

— 0,52

— 118

+

1,84

— 2,16

— 0,32

— 73

 

0

0

0

0

От снеговой

 

нагрузки

 

р = 372

кГ/м

слева

справа

на 1

н а 1/2

на 1/2

 

 

0

0

0

+

439

— 936

— 497

+

875

— 1313

— 438

+

950

— 1235

— 285

+

867

— 1060

— 193

+ 685

— 804

— 119

 

0

0

0

От ветра

Расчетные моменты

слева справа

 

0

 

0

 

0

+

843

19

+

976; — 1261

+

664

57

+

1270; — 1639

+

134

+

271

+

1046; —1276

— 197

+

509

+

1258; — 1375

35

+

234

+

910; — 912

 

0

 

0

 

0

От временной нагрузки (снега) на правой половине арки:

Я =

372-I42

=1300 кГ;

 

16-3,5

372-7

Л Г в р е м =

0,48+1300-0,875=1452 кГ.

Полная нагрузка

Nk= 1850+1452 = 3302 кГ.

Сечение арки принимаем из 10 досок толщиной 32 мм и шириной 130 мм. После острожки склеиваемых поверхностей досок по 2 мм получим разме­

ры арки:

/1=10-2,8=28 см;

6 = 13 см (рис. 76, а), тогда

F=28-13 = 364 см2.

Отношение радиуса кривизны к толщине доски

R 875

•—• =

=312>250.

а2,8

При таком отношении kTR = l. Момент сопротивления

 

 

 

13-282

 

 

 

и / ^

_ 17оо см3.

 

 

 

 

6

 

 

Гибкость пояса в плоскости кривизны

 

 

 

 

0,55

0,5-1620

 

 

 

%=

=

=100.

 

Напряжение в арке

2

0,289-28

 

 

 

 

0= Ns.

1--

MiRB- =

3302f-

158200-130

=9,1 + 120 =

F

 

IWR*

364

0,775-1700-130

 

 

= 129,1 к Г / с л 2

« / ? с = 130 кГ/см\

где

 

 

 

 

 

 

 

 

1002-3302

 

 

 

| = 1

 

=0,775.

 

 

 

 

3100-364-130

 

Для проверки прочности клеевого шва в1 нейтральной оси сечения от пол­ ного загружения арки постоянной и временной нагрузками, а также для полу­ чения необходимых данных для расчета фундаментов определяем максималь­ ные вертикальные опорные реакции и распор арки:

Л = 5 =

(228+372) 14

• — =4200 кГ;

 

2

(228+372) 142 Н= ~ • =4200 кГ.

8-3,5

162

Поперечная сила на опоре

 

 

<Змакс =

<2о cos а—Н sin а;

(122)

QM&KC QO COS 53°7'-tf

sin 53°7' = 4200 (0,6-0,8) = - 8 4 0

кГ.

При загружении арки односторонней временной нагрузкой и полном загружении постоянной поперечная сила на опоре

(Эма К с=Л 1 cos 5 3 ° 7 ' - Я 4 sin 53°7',

где

1

 

1

 

 

 

 

Ai= —372-74

228-14 = 2246 кГ;

 

4

 

2

 

Я =

372-142

228-142

 

-)

=2900 кГ;

 

16-3,5

8-3,5

 

Q M a K c = 2246-0,6-2900-0,8 =

-970 кГ.

Статический момент относительно нейтральной оси

 

bh2

 

13-282

 

S =

=

=1270 см3.

Момент инерции

8

 

8

 

bh3

 

13-283

 

/ =

=

 

12

• =24800 смК

 

 

12

 

Скалывающее напряжение

в клеевом шве

 

QS

 

970-1270

7,6<24 кГ/см2.

/6-0,6'

 

=

24800-13-0,6

 

Ключевой шарнир арки ввиду наличия агрессивной среды (минеральное удобрение) осуществляется безметальным на внут­ ренних дубовых нагелях, устанавливаемых нормально к торце­ вым плоскостям стыка. Нагели в ключевом шарнире работают на срез от воздействия поперечной силы Q в данном сечении. Максимальная поперечная сила в шарнире получится при одно­ сторонней снеговой нагрузке на арку и действии ветра. Проекти­ руем на вертикальную ось, проходящую через ключевой шарнир, все усилия, действующие на левую половину арки:

Q = 5- 372- 7+372 • 7+675+191—792 = 724 кг,

Расчетная несущая способность нагеля на срез по изгибу нагеля и смятие гнезда

Г=37й?+6а кГ,

(123)

где d — диаметр нагеля, принимаемый в пределах 3 , 5 ^ d ^ 1,5 см; а — длина заделки нагеля, принимаемая в пределах

~^a^2d, см.

и*

163

Предлагаемая формула несущей способности нагеля, работающего на срез в шарнирных соединениях лобовым упором, получена на основании эксперимен­ тальных исследований, проведенных кафедрой «Строительные конструкции» Белорусского политехнического института.

Принимаем диаметр дубового нагеля 2,2 см, тогда несущая способность

7V=37 - 2,2+6 - 4 - 2,2=135 кГ.

Рис. 76. Детали узлов клееной арки:

а — деталь безметального конькового шарнира; б —деталь опирания арки на железобетонный фундамент;./ — щитовой настил; 2— дубовые нагели, установ­ ленные нормально к плоскости стыка; 3 — неразрезные спаренные прогоны; 4 — поперечное сечение арки; 5 — деревянный брус; 6 — железобетонная плита (стенка); 7 —дощатый щит (защитная стенка);~_S — гнезда нагелей.

164

Требуемое количество нагелей

724

= 5,37 шт.

^ н а г — 135

Принимаем пять нагелей (учитывая, что значительная часть поперечной силы будет воспринята силой трения торца в торец).

Расположение нагелей в плоскости стыка показано на рис. 76, а.

Рис. 77. Трехшарнирная рама из клееных блоков.

Рамы. Клееные дощатые конструкции рам сплошного сече- в зависимости от типа здания выполняются в следующих кон­

структивных

решениях:

1)

рамы

однопролетные трехшарнирные сборно-разборные

из дощатых

клееных элементов с двумя консолями (рис. 77) или

без них

(рис. 78);

2)

рамы

трехшарнирные из гнутых клееных элементов

(рис.79).

 

Рамы первых двух типов применяются для открытых наве­

сов — складов, пакгаузов, летних кинотеатров, производственных

мастерских, а также для зданий временного характера, которые по своему назначению должны быть сборно-разборными, напри­ мер вспомогательные здания для строительства и т. д. Наиболее удобными для этого являются рамы, легко расчленяющиеся на крупные элементы — ригеля, стойки и небольшое количество крепежных деталей. Отдельное изготовление и транспортирова­ ние ригеля и стойки рамы является большим преимуществом рам подобного типа. В карнизных узлах рамы (рис. 78) растягиваю­ щиеся усилия воспринимаются натяжными стальными хомутами, а сжимающие — деревянным подкосом, соединенным с ригелем

165

Рис. 78. Рама из клееных элементов пролетом 9,6 м (ЦНИИСК).

и стойкой деревянными накладками на болтах. При расчете узла данной рамы для определения усилия в стальном хомуте и в под­ косе от узлового изгибающего момента последний делят на плечо, равное расстоянию (по нормам) между осями хомута и подкоса.

Рамы из гнутых клееных Г-образных полурам применяются как во временных, так и в постоянных производственных, спор­ тивных, зрелищных и т. п. зданиях.

Доски склеиваемого пакета ввиду малого радиуса кривизны гнутого элемента (в месте перехода от ригеля к стойке) прини­ маются толщиной не более 16—19 мм. Изготовление клееных гну­ тых элементов заводское.

§ 41. КЛЕЕНЫЕ ФАНЕРНЫЕ ПАНЕЛИ

Фанерные панели (клееные фанерные щиты) состоят из де­ ревянного каркаса и приклеенных к нему фанерных листов (рис. 80, а) и применяются в покрытиях, стенах и перекрытиях отапливаемых и неотапливаемых зданий с деревянными несущими конструкциями. Каркас выполняют из продольных несущих и по­ перечных ребер, назначение которых обеспечивать устойчивость сжатого фанерного листа. Расстояние между продольными реб­ рами принимается по расчету, но не реже 50—60 см в осях. Дере­ вянный каркас панели оклеивается пятиили семислойной водо­ стойкой фанерой толщиной 6—10 мм в зависимости от назначения панели. Фанера по длине панели стыкуется. Сжатые стыки осу­ ществляются впритык с тщательной приторцовкой и с посадкой на клей. Растянутые стыки фанеры соединяются «на ус» или впритык с перекрытием односторонних накладок на клею.

Панели покрытий изготовляют длиной 3,0—6,0 и шириной 0,5—1,5 м и высотой h не менее 1/40 пролета.

Фанеру верхней и нижней полок укладывают на каркас та­ ким образом, чтобы волокна рубашек фанеры были направлены вдоль панели.

В утепленных панелях в качестве теплоизоляции целесо­

образно

использовать

жесткий

плитный утеплитель

(фибролит

с объемным весом у = 4 0 0 кГ/м3,

минераловатные плиты на би­

тумной связке с у = 4 0 0

кГ/м3,

поливинилхлоридный

пенопласт

марки ПВХ-1 с у = 1 0 0

кГ/м3, полистирольный пенопласт марки

ПСБ-с с

Y = 4 0 кГ/м3

и др.), сохраняющий внутри панели не­

изменное

положение при перевозках, монтаже, переворачивании

и т. п.

 

 

 

 

Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке панели на слое битума, который одновременно выполняет роль пароизоляционной прослойки.

Фанерные панели покрытий и перекрытий рассчитываются на прочность и жесткость при изгибе и на местную устойчивость сжатой фанерой обшивки.

167

 

Рис.

80.

Клеефанерная панель покрытия:

 

^ Г ^ 1 . П а

, Н е л и ; « Б ~ П 0 П Е

Р е ч н " й

разрез; в - стык панелей вдоль ската; г - стык панели

на опоре,

/ — рубероидный ковер;

2 — верхняя обшивка из фанеры толщиной 8 мм-

3 —

картон; 4 -

утеплитель; 5 - слой

битума; 6 - фанера толщиной 6 мм; 7-компенсатор

из

стеклопластиковых волнистых листов; g — глухарь: d = 12 мм; I — 150 мм.

 

Расчет производится так, как и элементов цельного коробча­ того сечения, приведенного к наиболее напряженному материа­ лу — фанере:

 

/пр/ф+^д

г- >'

(124)

 

_

Ел

 

 

 

Ф

 

где ^ф, /ф, 5ф,

Еф — площадь, момент инерции, статический мо­

 

мент и модуль упругости на растяжение или

 

сжатие фанеры — обшивки;

 

FR, / д , 5Д ,

Ея — то же, для древесины — ребер.

 

При расчете панели необходимо учитывать неравномерность распределения нормальных напряжений по ширине фанерных обшивок на участке между продольными ребрами. Наибольшее напряжение возникает у продольных ребер, наименьшее — в сере­ дине фанерных обшивок (рис. 80,6). Учет неравномерности рас­ пределения напряжений производится введением приведенной ширины фанерной обшивки Ьпр, которая принимается равной:

6ПР=0,96,

где b — фактическая ширина фанерных обшивок.

Принятое сечение панели проверяется па прочность и на устойчивость сжатой обшивки:

а) расчет на прочность

 

М

 

где М — расчетный изгибающий

момент;

№пр приведенный момент сопротивления:

U 4 =

или

Wap=

 

У

h—y

h — высота сечения

панели;

 

у — расстояние от

центра тяжести приведенного сечения

панели до нижней грани обшивки; Яф.р расчетное сопротивление фанеры на растяжение;

&Ф—'коэффициент, учитывающий снижение расчетного со­ противления в стыках фанерной обшивки и равный 0,6; при отсутствии стыка &ф=1,0.

169