книги из ГПНТБ / Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие
.pdfРаспор арки у правой опоры
М с = 937-7-290-5,75-818-2,18-ЯБ 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
