- •Министерство образования Российской Федерации
- •Тюмень 2004
- •Содержание:
- •Глава I. Конструирование и расчет клеефанерных панелей покрытия. 4
- •Глава II. Проектирование деревянных прогонов. 14
- •Глава I. Конструирование и расчет клеефанерных панелей покрытия.
- •Материал конструкций панели.
- •1.1. Древесина.
- •1.2.Фанера.
- •1.3. Клей
- •2. Классификация клеефанерных панелей.
- •3. Порядок расчета 3-х слойных панелей (на примере клеефанерной панели).
- •3.1. Конструирование панелей.
- •3.2. Расчет верхней обшивки на местный изгиб.
- •(Определение количества продольных ребер).
- •3.3. Сбор нагрузок на панель.
- •3.4. Статический расчет
- •3.5. Определение геометрических характеристик поперечного сечения панели.
- •3.6. Конструктивный расчет.
- •3.6.1. Расчет на прочность растянутой нижней обшивки.
- •3.6.2. Расчет на устойчивость сжатой верхней обшивки.
- •3.6.3. Расчет продольных ребер на скалывание.
- •3.6.5. Расчет по деформациям.
- •Глава II. Проектирование деревянных прогонов.
- •1. Классификация прогонов
- •2. Разрезные прогоны
- •2.1. Конструирование прогонов
- •2.2. Расчёт прогонов.
- •3. Консольно-балочные прогоны
- •3.1.Конструирование прогонов
- •3.2.Расчёт консольно-балочных прогонов.
- •4. Неразрезные прогоны из спаренных досок на ребро.
- •4.1. Конструирование прогонов.
- •4.2Расчёт неразрезного прогона из спаренных досок.
- •Приложение 1. Пример расчета 3 – х слойной клеефанерной панели.
- •Расчет верхней обшивки на местный изгиб. (Определение количества продольных ребер).
- •Определение внутренних усилий.
- •Определение приведённых геометрических характеристик.
- •Проверка нижней обшивки на растяжение при изгибе.
- •Проверка верхней обшивки на сжатие и устойчивость при изгибе.
- •Проверка клеевых соединений фанеры на скалывание.
- •Проверка рёбер на скалывание.
- •Поверка прогиба панели.
- •Приложение 2
- •Проверка прогиба.
- •Определяем геометрические характеристики сечения прогона.
- •Проверка прочности и жесткости прогонов.
- •Расчет гвоздевого стыка.
- •Приложение 3. Справочные данные.
- •Список используемой литературы
3.2.Расчёт консольно-балочных прогонов.
Консольно-балочные прогоны рассчитываются как неразрезные балки (рис. 3.3).
При Х=0,15консольно-балочные прогоны рассчитывают по равномоментной схеме, по которой максимальные изгибающие моменты на опорах равны по абсолютному значению изгибающим моментам в пролётах:
. (5)
При Х=0,21консольно-балочные прогоны рассчитывают по равнопрогибной схеме. По этой схеме максимальные изгибающие моменты возникают на промежуточных опорах:
. (6)
При одинаковых пролётах по всей длине прогона изгибающий момент и опорная реакция первой промежуточной опоры будут больше остальных, что потребует усиления крайнего пролёта прогона и опорной конструкции (ригеля).
Для выравнивания изгибающих моментов и опорных реакций в крайних пролётах надо уменьшить величину этих пролётов на 15% и принимать , где- крайний пролёт и- пролёт в средней части прогона, что не требует дополнительного усиления крайнего пролёта прогона и первой промежуточной опорной конструкции.
Расчёт консольно-балочных прогонов на прочность производят по формуле (3), в которой максимальный изгибающий момент принимают по формулам (5) или (6).
Прогибы консольно-балочных прогонов определяют по формула (7) и (8):
(7)
для равномоментной схемы (Х=0,15);
(8)
для равнопрогибной схемы (Х=0,21);
4. Неразрезные прогоны из спаренных досок на ребро.
4.1. Конструирование прогонов.
Спаренные неразрезные прогоны состоят из двух рядов досок, толщиной (40…50) мм, поставленных на ребро и соединённых с помощью гвоздей, забиваемых конструктивно по длине через 50 см в шахматном порядке.
Стыки досок по длине прогона располагают вразбежку на расстоянии Х=0,21по равнопрогибной схеме. Спаренные прогоны в средних пролётах выполняются из досок одинаковой длины, соответствующих пролёту прогона, что позволяет при существующем сортаменте на пиломатериалы по ГОСТ 24454-80 перекрывать пролёты до 6 м.
Перерезанные в стыке доски прогона прибиваются расчётным количеством гвоздей к не перерезанной доске.
4.2Расчёт неразрезного прогона из спаренных досок.
Неразрезные прогоны из спаренных досок по расчётной схеме соответствуют равнопрогибному прогону (рис. 3.3).
Максимальный изгибающий момент равен
. (6)
При одинаковых пролётах по всей длине прогона неразрезные спаренные прогоны в крайних пролётах должны быть усилены дополнительной третьей доской, поставленной без расчёта.
Расчёт на прочность производят по формуле (3), а расчёт по деформациям - по формуле (8).
Стык спаренного неразрезного прогона из досок рассчитывают на действие поперечной силы.
Количество гвоздей с каждой стороны стыка определяют по формуле:
, (9)
где - поперечная сила, кН;
- изгибающий момент на опоре, кН м;
- расстояние от опоры до центра тяжести гвоздевого забоя, м;
- расстояние от опоры до стыка, м;
- расстояние от стыка досок до центра тяжести гвоздевого забоя, принимаемое в соответствии с нормами расстановки гвоздей в древесине (1, п.5.21), м;
- расчётная несущая способность одного среза гвоздя [1, табл.17], кН. При этом, как известно, для гвоздей.
Задаваясь диаметром гвоздей, расчётную несущую способность определяют:
из условия смятия древесины
, (10)
из условия изгиба гвоздя
, (11)
где - толщина доски прогона, см;
- диаметр гвоздя, см;
За расчётную несущую способность гвоздя принимают наименьшее из двух значений Тсм иТи.
При косом изгибе сечения прогонов из досок и брусьев, расположенных на наклонном скате покрытия, сечение назначается так, чтобы при расчёте на прочность , а при расчёте на прогиб. В брёвнах косой изгиб отсутствует.
Косой изгиб учитывают при углах наклона ската кровли .
При наклонном скате покрытия постоянная нагрузка ( qп ) равномерно распределена по скату покрытия, а снеговая нагрузка (S) - по его горизонтальной проекции.
Поэтому полную нагрузку на прогон, приведенную к скату, определяют по формуле:
. (12)
При косом изгибе направление нагрузки не совпадает с главными осями инерции сечения прогона.
При расчёте на косой изгиб действующую нагрузку (q) раскладывают по направлению главных осей сечения:
- перпендикулярно скату; (13)
- вдоль ската. (14)
Расчёт прогонов на прочность при косом изгибе производят по формуле
, (15)
где и- составляющие расчётного изгибающего момента относительно главных осей Х и У ;
и- расчётные моменты сопротивления поперечного сечения для осей Х и У ;
Расчёт прогонов на прогиб при косом изгибе производят по формуле
, (16)
где и- составляющие прогиба в направлении, перпендикулярном к плоскости ската покрытия, и в плоскости ската покрытия;
- предельный прогиб, принимаемый[1, табл. 16].
При косом прогибе происходит увеличение сечения прогона. Поэтому следует исключить косой изгиб или ограничить его действие.
В спаренных прогонах из досок косой изгиб исключают жёстким в плоскости ската дощатым настилом. При наличии стропильных ног, расположенных по прогонам, косой изгиб прогонов исключают, соединяя стропильные ноги друг с другом в коньке здания и прикрепляя стропильные ноги к прогонам.