Расчет на второе сочетание:

Нагрузками здесь являются сосредоточенная сила Р=1,2кН и собственный вес обшивки. При этом сочетании расчетная ширина обшивки принимается равной 0,5м.

Нагрузка от собственного веса верхней обшивки:

Изгибающий момент в сечении под силой (рис.4)

Рис.4. Расчетная схема верхней обшивки и эпюра моментов.

Момент сопротивления полосы шириной 0,5м:

Проверка прочности обшивки:

Прочность верхней обшивки обеспечена.

2. Расчет клеефанерной балки.

Статистический расчет ведется по эксплуатационным и предельным расчетным значениям нагрузки. Значения их берем из таблицы 1:

,

,

Нагрузка от веса балки:

Нагрузка на 1метр:

Эксплуатационная :

Предельная расчетная:

Расчетный пролет балки . Определяем усилия в середине длины балки:

Предварительная высота балки . Конструктивно назначаем высоту балки в середине пролета 120см, что согласуется с размерами стандартных фанерных листов.

Высота балки на опоре:

Высота пояса: . Примем пояс из досок шириной 17,5см, тогда (с учетом острожки). Ширина опорного ребра . Толщину фанерной стенки принимаем

Волокна фанеры располагаем параллельно нижнему поясу. Требуемый момент сопротивления:

, где - расчетное сопротивление растяжению вдоль волокон клееного пояса из сосны II-го сорта;

, где

Принимаем ширину доски после острожки а=3,5см, тогда

Расчетное сечение с максимальными напряжениями:

Высота балки в расчетном сечении:

Изгибающий момент в нем

Геометрические характеристики в расчетном сечении:

,

где

Проверка поясов:

- нижнего растянутого

- верхнего сжатого

Где

При

Нормальные напряжения в стенке:

, где

Главные растягивающие напряжения в первом стыке фанеры, т.е. в зоне первого поперечного ребра на уровне внутренней кромки пояса (1,3м – расстояние от грани фанеры до первого поперечного ребра):

, где

;

Проверка фанерной стенки на срез в зоне опорного ребра:

, где

;

Проверка клеевого шва между поясами и стенкой:

, где

Поскольку в зоне первой от опоры панели , местную устойчивость стенки не проверяем.

Прогиб в середине пролета:

, где ;

3. Расчет поперечной рамы здания с клееными стойками.

Принимаем клееные стойки прямоугольного поперечного сечения с шагом вдоль здания В=6м, жестко закрепляемые к фундаменту. Ригель рамы в форме двускатной клеефанерной балки. Крепление стоек с балками шарнирное. Устойчивость конструкций обеспечивается постановкой поперечных связей в покрытии и вертикальных продольных связей между стойками.

Статический расчет.

Постоянные нагрузки от плит покрытия принимаем из таблицы 1. , .

Снеговая нагрузка для г.Львова: ,

Нагрузка от веса балки:

(см. «расчет балки»)

Постоянное расчетное давление на стойку от покрытия

То же, от стенового ограждения с учетом элементов крепления при ,

, где 0,38 кН/м²– вес 1м² стеновой панели толщиной 18,4см без утеплителя, 0,1 кН/м²– вес утеплителя.

Расчетную нагрузку от собственного веса стойки принимаем

Расчетное давление на стойку от снега

Скоростной напор ветра для г.Львова на высоте до 10м: , где:

где  – коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки;

w₀ – характеристическое значение ветрового давления

где C_aer –аэродинамический коэффициент, делится на С_е1=0,8 и С_е2=-0,6. В данной формуле не учитываем, учитываем при определении расчетной ветровой нагрузки ниже.

C_h=1,8 - коэффициент высоты сооружения, при типе местности III.

C_alt =1, (Н<0,5км) коэффициент географической высоты;

C_rel=1 - коэффициент рельефа.

C_dir=1 - коэффициент направления;

C_d=1 - коэффициент динамичности;

Расчетная ветровая нагрузка на раму от стены, кН/м:

Давление

Отсос

Ветровая нагрузка на раму от участка стены выше верха стоек, кН:

Давление

Отсос , где

- наибольшая высота покрытия, включая высоту балок (1,2м), толщину плит (0,2м) и толщину опорной подушки (0,1м).

Усилия в стойках рамы.

Рама один раз статически неопределимая система. За неизвестное принимаем продольное усилие Х в ригеле, которое определяем для каждого вида загружения отдельно:

От ветровой нагрузки, приложенной в уровне ригеля:

От ветровой нагрузки на стены:

От стенового ограждения при расстоянии между серединой стенового ограждения и стойкой , где 0,184 – толщина стеновой панели, 0,528 – высота сечения колонны (ориентировочно):

Изгибающие моменты в заделке стоек:

Поперечные силы в заделке стоек, кН:

Продольные силы в заделке стоек:

, где 0,9 – коэффициент сочетания, учитывающий действие двух временных нагрузок.

Принимаем стойку прямоугольного постоянного по высоте поперечного сечения из 13 досок толщиной 3,3см (после острожки из досок 4х17,5см). Тогда ,

.

Проверяем площадь поперечного сечения стойки по нормальным напряжениям:

, где

;

Вдоль здания стойки раскрепляем обвязочным брусом, укладываемым по верху их, вертикальными связями и распорками, устанавливаемыми по середине их высоты по наружным граням. Устойчивость плоской формы деформирования стойки с раскрепленной растянутой кромкой проверяем по формуле:

;

Для случая сжатой наружной грани стойки, расчетная длина ее в плоскости, перпендикулярной плоскости рамы равна 200 см. Устойчивость плоской формы деформирования стойки проверяем для нижнего ее участка, как более неблагоприятного по формуле:

Для определения значения вычислим изгибающий момент в правой стойке на высоте двух метров.

;

Проверяем клеевые швы на скалывание:

, где

;

Рассчитываем опорный узел стойки. Анкерные болты рассчитываем по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом перегрузки n=0,9 вместо n=1,1 и ветровой нагрузки

Принимаем опорную базу колонны размерами 34х65см. Определяем напряжения на поверхности фундамента:

;

Поскольку относительный эксцентриситет больше , следует рассчитывать анкерные болты и боковые анкерные пластины.

Для фундамента принимаем бетон класса В10 с расчетным сопротивлением . Вычисляем размеры участков эпюры напряжений:

Усилие в анкерных болтах:

Площадь поперечного сечения болта , где

=2 – количество анкерных болтов с одной стороны стойки,

- расчетное сопротивление болтов растяжению для анкерных болтов диаметром 33…60мм из стали марки 09Г2С.

Принимаем d=36 мм с

Рассчитываем элементы базы колонны. Принимаем наклонные вклеенные стержни из арматурной стали класса А-III. Определяем расчетную несущую способность наклонного вклеенного стержня:

, где

- номинальный диаметр стержня;

- длина заделываемой части стержня, не менее 10d и не более 30d;

- расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом 30º к волокнам:

Рассчитываем наклонно вклеенные стержни по сдвигу древесины:

Проверяем вклеенные стержни по растяжению и изгибу стержня:

, где

- расчетное сопротивление арматурного стержня диаметром 24мм из стали класса A-III.

- расчетная несущая способность изгибу стержня из арматурной стали класса А-III.

Анкерные пластины принимаем размером 10х160мм из стали марки ВСт3пс 6-1. Проверяем анкерные пластины по формуле:

, где

- для случая вклеенных стержней из стали класса А-III.

- расчетное сопротивление листовой стали;

Список литературы:

1. ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия/Киев: Минстрой Украины, 2006. – 80с.

2. СНиП II-25-80.Деревянные конструкции. Нормы проектирования/Госстрой СССР.-М.:Стройидат, 1983.-31с.

3. Пособие по проектированию и расчету ограждающих конструкций покрытий деревянных зданий. Кириленко В.Ф. – Симферополь, 2007г.

4. Справочник проектирования и расчет деревянных конструкций. Гринь. – Киев: Высшая школа, 1990г.

5. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) / ЦНИИСК им. Кучеренко. – М: Стройиздат, 1986. – 216с.

6. Конструкции из дерева и пластмасс/ Ю.В.Слицкоухов, В.Д.Буданов, М.М.Гаппоев и др.; под ред. Г.Г.Карлсена и Ю.В.Слицкоухова. – М:Стройиздат, 1986. -543с.

14