- •Кафедра конструкций из дерева, древесных композитов и пластмасс Пояснительная записка к курсовому проекту
- •Содержание.
- •Исходные данные:
- •1. Расчет плиты покрытия.
- •1.1. Конструкция плиты.
- •1.2. Исходные данные для расчета и проектирования.
- •1.3. Геометрические параметры сечения плиты
- •1. 4. Подсчет нагрузок на плиту
- •2. Расчет и конструирование трехшарнирной деревянной клееной арки.
- •2.1. Определение геометрических размеров арки.
- •2.2. Определение нагрузок на арку.
- •2.3. Статический расчет арки.
- •2.4. Расчётные сочетания усилий.
- •2.5. Расчёт элементов арки по предельным состояниям первой группы.
- •2.5.1. Проверка прочности принятого сечения при положительном изгибающем моменте.
- •2.5.2. Проверка прочности принятого сечения арки при отрицательном изгибающем моменте
- •2.5.3. Проверка устойчивости арки в плоскости кривизны как центрально-сжатого стержня
- •2.5.4. Проверка устойчивости плоской формы деформирования арки
- •2.6. Расчёт и конструирование узлов арки.
- •2.6.1 Расчет и конструирование опорного узла арки
- •2.6.2. Расчет и конструирование монтажного стыка
- •2.7. Подбор марок стали для стальных элементов арки.
- •2.7.1 Подбор сечения затяжки арки
- •2.7.2 Определение горизонтальных нагрузок на систему связей и связевые фермы арки
- •3. Мероприятия по защите деревянных конструкций.
- •Литература.
2. Расчет и конструирование трехшарнирной деревянной клееной арки.
2.1. Определение геометрических размеров арки.
Расчетный пролет: L=20,0 м.
Стрела подъема: f=5 м.
Высота тамбура: h1= м.
Радиус кривизны арки: R=(L2+4·f2)/8·f=(202+4·52)/8·5=12,5 м
Центральный угол дуги полуарки φ0:
Cosφ0=(R-f)/R=(12,5-5)/12,5=0,6; φ0=53,13.
Длина дуги арки:
S=23,18 м. (изм. с помощью автоматизированного комплекса AutoCAD)
Координаты точек арки x и z определяются по формулам:
,
где D = R – f = 12.5 – 5 = 7.5 м.
Угловые значения в расчетных сечениях определяются по формуле:
Значения координаты x при угле = 50 определяются по формуле:
2.2. Определение нагрузок на арку.
Нормативная нагрузка от собственного веса арки составит:
,
где ,
- коэффициент собственного веса арки.
Расчетная нагрузка от собственного веса арки составит:
,
где - коэффициент надежности по нагрузке.
Полная расчетная линейная нагрузка от собственного веса конструкций составит:
Расчетная снеговая нагрузка, приходящая на каждый конечный элемент арки соответствующая первому варианту загружения:
,
где - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие при первом варианте загружения снегом [2].
i=1-8 - номер конечного элемента.
Расчетная снеговая нагрузка, приходящая на каждый конечный элемент арки соответствующая второму варианту загружения:
,
где - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие при втором варианте загружения снегом [2].
Таблица 2.1 – Значение угла α и коэффициента μ в сечениях и элементах арки.
№ сечен |
х, м |
z, м |
α, град |
sin α |
cos α |
μ1 |
μ2 |
μср1 |
μср2 |
αср, град |
sin α.ср |
cos α.ср |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
0,7193 |
0,6947 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
33 |
0,5446 |
0,8387 |
||||||||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
20 |
0,3420 |
0,9397 |
||||||||
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
7 |
0,1219 |
0,9925 |
||||||||
9 |
|
|
|
|
|
|
|
2.2.1. Собственный вес:
Нагрузка от собственного веса вводится в общей системе координат, разложение её на составляющие не требуется, т.к. программный комплекс SCAD выполняет его автоматизировано, что намного упрощает процесс задания нужных загружений на криволинейные поверхности.
Итого q собств. = 5,92 кН/м для всех элементов.
2.2.2. Снег – 1 вариант:
1 элемент:
2 элемент:
3 элемент:
4 элемент:
2.2.3. Снег – 2 вариант
1 элемент:
2 элемент:
3 элемент:
4 элемент:
*снеговая нагрузка во другой симметричной части арки принимается в два раза меньше согласно СП 20.13330.2011, Приложение Г.2.1.
2.2.4. Ветер
Нормативная нагрузка от скоростного напора ветра:
где w0=30 кгс/м2 - давление скоростного напора ветра для г. Сызрань (II-й ветровой район);
где k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (тип местности по заданию – B);
с - аэродинамический коэффициент;
В = 7.0 м – шаг несущих конструкций.
Расчетная ветровая нагрузка:
где - коэффициент надежности по ветровой нагрузке [2].
При ветре слева:
Ветровая нагрузка напора отсутствует.
– ветровая нагрузка отсоса:
8 м: q1=30*0,65*(+0.15)*7,0*1,4 = +28.66 кгс/ м
8 м: q2=30*0,65*(-0,4)*7,0*1,4 = -76 кгс/ м
10 м: q3=30*0,85*(+0.15)*7,0*1,4 = +37.5 кгс/ м
10 м: q4=30*0,85*(-0,4)*7,0*1,4 = -100 кгс/ м
11,5м: q5=30*0,85*(-0,95)*7,0*1,4 = -273.4 кгс/ м