КДиП_МУ

В балках с линейно изменяющейся высотой при нагружении равномерно распределенной нагрузкой расчетным является изгибающий момент Мр, вызывающий максимальные напряжения σmax в сечении, находящемся на расстоянии Xp от опоры (рис.18).

Это расстояние определяют как Х р 0.5 lp (h0 ). hк

При этом высота расчетного сечения равна hp h0 iX p.

2

Момент сопротивления расчетного сечения: Wp b hp ; 6

3

Момент инерции расчетного сечения: Jp b hp ; 12

2

Статический момент расчетного сечения:Sp b hp . 8

Полученное значение высоты расчетного сечения балки корректируем в сторону увеличения, компонуя его по доскам.

Рис 22. Расчетное сечение балки.

Рис. 23. Расчетное сечение балки на расстоянии Хр от опоры

Полученное значение высоты балки в конькеhк и на опоре hо корректируем с учетом уклона исходя из откорректированной высоты балки в расчетном сечении hр . Высоту балки в торце определим после определения размеров поперечного сечения колонны.

21

2.5.РАСЧЕТ БАЛКИ ПО I ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

1)Проверка прочности принятого расчетного сечения по нормальным напряжениям.

W р -момент сопротивления расчетного сечения;

Wp b hp2 ; 6

Rи расчетное сопротивление древесины изгибу. Принимается по табл.3 [1];

n

mв - табл. 5 [1] mб - табл. 7 [1] mсл - табл. 8 [1]n [2]

ВЫВОД: Прочность сечения…. По нормальным напряжениям обеспечена, запас прочности ….%.

2) Расчет на устойчивость плоской формы деформирования изгибаемых элементов прямоугольного сечения:

Рис. 24. Схема балки к расчету потери устойчивости плоской формы деформирования

22

Условие обеспечения устойчивости:

Где lсв lp - расстояние между точками закрепления сжатой кромки (между свя-

зями);

Если условие прочности не соблюдается, принимается lсв lp и повторяется рас-

2

чет.

kф 1.13 - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на

мента на участках, не закрепленных из плоскости. Принимается по прил.4 табл.2

[1].

ВЫВОД: устойчивость плоской формы деформирования обеспечена, запас по устойчивости составляет … %.

2.6. РАСЧЕТ БАЛКИ ПО II ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

П 4.33 [1].

Относительный прогиб балки f/l не должен превышать предельно допустимый

[f/l]:

При этом прогиб балки с учетом деформаций сдвига от поперечной силы f равен:

Где f0 - рогиб, определенны по формулам строительной механики, без учета сдвиговых деформаций:

Где Ед Модуль упругости древесины, принимается по п. 3.5 [1]. Jк Момент инерции конькового сечения;

k коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения балки. Для балок постоянного поперечного сечения k 1. Для балок переменного поперечного сечения k принимается по табл.3 приложения 4 [1].

k0,15 0,85 h0 ,

hк

23

с коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы. Принимается по табл.3 приложения 4 [1].

c15,4 3,8 h0 .

h

Вывод: жесткость балки обеспечена, запас по прогибам составляет … %.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОЩАТОКЛЕЕНЫХ КОЛОНН ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ОДНОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

3.1. Составление расчетной схемы двухшарнирной поперечной рамы и определение усилий в колоннах.

Схема поперечника показана на рис. 20. Расчетная схема поперечника представляет двухшарнирную П-образную раму. Стойками рамы являются колонны, защемленные в фундаментах, а ригель – условно недеформируемая стропильная балка, шарнирно опертая на колонны.

Рис. 25. Конструктивная схема поперечной рамы

При подсчете расчетных нагрузок на раму используем разрез и план здания. Шаг рам В = 4.5 м, свес карниза C = 0.5 м. Поперечное сечение колонн принято равным ширине поперечного сечения балки bк = bб =17.5 см. Предварительно высоту поперечного сечения колонны

Полученное значение высоты поперечного сечения колон-

Рис.26. Поперечное се- ны корректируют, разложив по доскам, с учетом сортамен

чение колонны.

24

та. Принимаю hк = ….. см (рис.21 ).

3.2. Сбор нагрузок на раму

a)Постоянные:

1.Нагрузка от собственного веса плиты:

Расчетная: Рпокр Рпл Ррул Рб ;

5.Нагрузка от собственного веса колонны:

6. Нагрузка от веса стенового ограждения:

Нормативная: Pн qст Hк hw B;

ст

b)Временная длительно действующая нагрузка снеговая для ….. снегового района:

c) Кратковременная нагрузка ветровая для ….. ветрового района, тип местности ……

Нормативное значение ветрового давления на уровне земли для …. ветрового района принимаем по табл. 5 [2,] 0 = … кгс/м2. На высоте Z от поверхности зем-

ли, согласно [2], ветровое давление вычисляется по формуле:z = 0 k с, кгс/м2

где k – коэффициент, характеризующий изменение ветрового давления на высоте, принимаемый по табл. 6 [2,].

с – аэродинамический коэффициент.

Значения аэродинамических коэффициентов, соответствующие профилю поперечника находим по прил. 4, схема 2 [2]:

25

с наветренной стороны се = 0.8,

с подветренной се3 = – 0.6.

Активную и пассивную эпюры неравномерного ветрового давления z на участке от уровня земли до верха колонны заменяем на равномерные эквивалентные, из условия равенства площадей эпюр.

Рис.27. Расчетная схема поперечной рамы.

Ветровое давление с участков стен, расположенных выше верха колонн, за-

Где а, б, с , d- ординаты с рис.1. hт - высота балки в торце;

оп 5см-толщина опорной центрирующей прокладки.

где f =1.4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке по п. 6.11 [2,]; B ширина грузовой площади, равная в данном случае шагу поперечных рам.

3.3. Статический расчет колонны

Расчетная схема поперечника с усилием в лишней связи X1 показана на рис.8. Вычисляем продольное усилие в стропильной балке:

26

Рис.28. Расчетная схема поперечника с усилием в лишней связи

Рассматриваем далее левую и правую стойки как статически определимые и для каждой из них определяем усилия в расчетных сечениях (рис. 3). Основными для расчета являются сечения в уровне низа и верха колонн. Заметим при этом, что при изменении направления ветра на противоположное, усилия в каждой из стоек станут также зеркальным отображением противоположной. На рис. 3 показаны обе схемы загружения и эпюры N и M.

Левая стойка:

верх:

N0л Pпокр Pсн ……кгс

M0л 0.

низ:

Nmaxл Рпокр Рсн N0л Pст Pк

H2

Mmaxл W X1 Hк qа к Pст e

экв 2

Рис.29. Расчетные усилия в левой стойке.

27

Правая стойка:

верх:

N0п Pпокр Pсн ……кгс

M0п 0;

низ:

3.4. Конструктивный расчет стержня колонны.

Производим проверку принятого поперечного сечения дощатоклееной колонны из условий устойчивости в плоскости и из плоскости поперечника. Сечение колонны bк = …… см, hк = …… см.

Пиломатериал – сосновые доски 2-го сорта толщиной 33 мм.

Прикрепление к фундаменту выполнено с помощью анкерных болтов – жесткое в плоскости поперечника и условно-шарнирное из плоскости. Коэффициенты условий работы:

- mв = …..; коэффициент, учитывающий условия эксплуатации конструкции. Принимается по табл.5 [1];

mб = ….для колонн с высотой поперечного сечения ….. см. Принимается по табл.7 [1];

mсл =1 при толщине слоя досок в пакете 33 мм. Принимается по табл.8 [1]; Коэффициент надежности по назначению для зданий ….. класса n = …. [2]; Произведение коэффициентов условий работы:

1

mi n mв mб mсл

а) Проверка устойчивости колонны в плоскости поперечника

В плоскости поперечника колонна испытывает сжатие с изгибом.

28

Б) Проверка устойчивости колонны из плоскости поперечника.

Из плоскости поперечника колонна испытывает центральное сжатие. Расчетная схема: Условие прочности:

где а = 0.8.

Проверяем условие прочности:

N

x x Fрасч Rc mi

ВЫВОД: Устойчивость колонны из плоскости поперечника обеспечена с постановкой одной промежуточной связи.

Содержание графической части:

1)Поперечный разрез здания с расчетной схемой поперечной рамы;

2)Совмещенный монтажный план основных несущих конструкций здания.

3)Монтажная схема вертикальных продольных связей в плоскости стоек здания;

4)Монтажная схема вертикальных и горизонтальных связей в покрытии;

5)Общий вид стойки (вид, разрез).

30