Одноэтажное производственное здание с деревянным каркасом
K — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, k = 1. сei — аэродинамический коэффициент, зависящий от отношения Hк / l и б, при б = 14.04°, Hк / l = 3/24 = 0.125: со стороны левой стойки рамы: сe1 = 0.8,со стороны правой стойки рамы: сe2 = — 0.5,со стороны левого ригеля рамы: сe3 = 0.01,со стороны правого ригеля рамы: сe4 = — 0.4. Согласно исходным данным здание… Читать ещё >
Одноэтажное производственное здание с деревянным каркасом (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
" Пермский государственный технический университет"
Кафедра «Строительные конструкции»
Курсовой проект
по дисциплине «Деревянные конструкции»
на тему: ОДНОЭТАЖНОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ЗДАНИЕ С ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ Выполнил: студент группы ПГС-53
Арсенов Н.В.
Руководитель: д. т. н. профессор каф. СК Ибрагимов А. М Пермь 2010
- Исходные данные для проектирования
- 1. Компоновка конструктивной схемы здания
- 1.1 Выбор несущих и ограждающих строительных конструкций
- 1.1.1 Поперечная рама
- 1.1.2 Фахверк
- 1.1.3 Покрытие
- 1.1.4 Стеновое ограждение
- 1.2 Обеспечение пространственной жесткости здания
- 2. Проектирование покрытия
- 2.1 Исходные данные
- 2.2 Материалы
- 2.3 Определение количества продольных рёбер
- 2.4 Расчёт плиты
- 2.4.1 Геометрические характеристики сечения
- 2.4.2 Сбор нагрузок и определение расчетных усилий
- 2.4.3 Расчёт плиты по первой группе предельных состояний
- 2.4.4 Расчёт плиты по второй группе предельных состояний
- 2.4.5 Расчёт компенсатора
- 3. Проектирование рамы
- 3.1 Расчетная схема рамы. Сбор нагрузок на раму
- 3.1.1 Расчетная схема рамы
- 3.1.2 Постоянная нагрузка
- 3.1.3 Снеговая нагрузка
- 3.1.4 Ветровая нагрузка
- 3.2 Статический расчет рамы
- 3.2.1 Усилия от постоянной нагрузки
- 3.2.2 Усилия от снеговой нагрузки
- 3.2.3 Усилия от ветровой нагрузки
- 3.2.4 Усилия от сочетания нагрузок
- 3.3 Подбор и проверка прочности и устойчивости сечений элементов рамы
- 3.3.1 Подбор сечений элементов рамы
- 3.3.2 Проверка прочности сечений элементов рамы
- 3.3.3 Проверка устойчивости фанерной стенки
- 3.4 Проектирование узлов рамы
- 3.4.1 Опорный узел (пятовой шарнир)
- 3.4.2 Карнизный узел
- 3.4.3 Коньковый узел
- 4. Мероприятия по защите конструкций от возгорания, гниения и поражения биологическими вредителями
- 5. ТЭП проекта
- Список использованных источников
Исходные данные для проектирования
Исходные данные для проектирования находим по трехзначному шифру, который определяем по номеру зачетной книжки.
Номер зачетной книжки — 6 076.
Сумма второй и пятой цифр номера зачетной книжки: 6 + 6 = 12, принимаем первую цифру шифра — 2. Вторая и третья цифры равны соответственно двум последним в номере зачетной книжки. Итак, шифр — 276.
Исходные данные для проектирования по шифру 276:
схема несущих конструкций — трехшарнирная клеефанерная рама из прямолинейных элементов для сельскохозяйственного здания;
пролет здания — l = 24 м;
высота стойки рамы до карнизного узла — Hк = 3 м;
шаг рам — B = 4.5 м;
район строительства — г. Астрахань (I снеговой район, расчетная снеговая нагрузка — Sg = 0.8 кПа, III ветровой район, нормативная ветровая нагрузка — W0 = 0.38 кПа);
тепловой режим здания — отапливаемый.
1. Компоновка конструктивной схемы здания
1.1 Выбор несущих и ограждающих строительных конструкций
1.1.1 Поперечная рама
Согласно исходным данным поперечная рама трехшарнирная клеефанерная из прямолинейных элементов пролетом 24 м с высотой стойки до карнизного узла 3 м, поэтому принимаем марку рамы РДП24−3. Рама имеет коробчатое сечение своих элементов — ригеля и стоек, которые в свою очередь состоят из клеедосчатых поясов и фанерных стоек.
В коньковом и опорных узлах сечение рамы сплошное, состоящее из досок длиной 0.7 м. Это необходимо для крепления двух полурам накладками в коньковом узле и крепления рамы к фундаменту в опорных узлах. Кроме того, в карнизном узле и в середине пролета полурамы сечение тоже должно быть сплошным для крепления связей по ригелю и стойкам.
Наличие ребер жесткости обусловлено сортаментом фанерных листов 1500 * 1500 мм. К ребрам жесткости крепят «внахлест» фанерные листы. Сами ребра жесткости служат для опирания ограждающих конструкций.
Конструкционным материалом для рамы служат сосновые доски и березовая фанера марки ФСФ, сорта В/ВВ. Склеивание элементов ведут водостойким фенолформальдегидным клеем КБ-3.
Согласно исходным данным высота стойки рамы до карнизного узла: Hк = 3 м. Длина здания:
L = N * B,
где N - количество шагов.
L = 11 * 4.5 = 49.5 м.
Высота сечения рамы в карнизном узле:
h = (l / 30 ч l / 12),
h = (24/30 ч 24/12) = 0.8 ч 2 м.
Принимаем высоту сечения в карнизном узле:
h = д * n,
где д - толщина доски после острожки,
n - количество досок в сечении по высоте.
h = 27 * 40 = 1080 мм.
Высота сечения в пяте стойки:
hп? 0.4 * h,
hп? 0.4 * 1080 = 432 мм.
Принимаем hп = 650 мм.
Высота сечения в коньке:
hк? 0.3 * h,
hк? 0.3 * 1080 = 324 мм.
Принимаем hк = 350 мм.
Определение необходимых геометрических размеров (обозначения см. рисунок 1). Принимаем уклон кровли: i = ¼, тогда угол наклона кровли к горизонтали:
б1 = arctgi,
б1 = arctg0.25 = 14.04°.
б6 = (90° + б1) / 2,б6 = (90° + 14.04°) / 2 = 52.02°.
б7 = 90° - б6,б7 = 90° - 52.02° = 37.98°.
ab = bc / cosб7 = h / cosб7,ab = 1080/cos37.98° = 1370 мм.
3e = 3f = ag = gс = ab * sinб7/2,3e = 3f = ag = gс = 1370 * sin37.98° / 2 = 422 мм.
aс = ad = ag + gс = 422 + 422 = 843 мм.
3e = 3f = 34 = 422 мм (из-за малости угла б5).
Высота рамы от обреза фундамента:
H = Hк + i * l / 2,H = 3000 + 0.25 * 24 000/2 = 6000 мм.
б2 = arctg ((H — Hк + ag — hк / 2) / ((l — h) / 2)),
б2 = arctg ((6000 — 3000 + 422 — 350/2) / ((24 000 — 1080) / 2)) = 15.82°.
3k = 34 * cosб2,3k = 422/cos15.82° = 438 мм.
4k = 34 * sinб2,4k = 420/sin15.82° =115 мм.
б3 = arctg ((H — Hк + ac — hк) / ((l — 2 * h) / 2)),
б3 = arctg ((6000 — 3000 + 840 — 350) / ((24 000 — 2 * 1080) / 2)) = 17.74°.
б4 = arctg ((h / 2 — hп / 2) / (Hк — ag)),
б4 = arctg ((1080/2 — 650/2) / (3000 — 422)) = 4.77°.
2f = 3f * tgб4,2f = 422 * tg4.77° = 35 мм.
11' = 01' * tgб4,11' = 900 * tg4.77° = 75 мм.
Окончательно имеем:
б1 = 14.04°, б2 = 15.82°, б3 = 17.74°, б4 = 4.77°, б5 = 1.78°? 0, б6 = 52.02°, б7 = 37.98°. ag = gc = 3e = 3f = 34 = 422 мм, h = cb = db = 1080 мм, 2f = 35 мм, 3k = 438 мм, 4k = 115 мм.
Схема полурамы изображена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема полурамы
1.1.2 Фахверк
Торец здания выполняется при помощи самостоятельных стоек (брус 200 * 200 мм — СФ) и ригелей (доски 200 * 50 мм), которые воспринимают временную ветровую нагрузку и постоянную нагрузку от собственного веса, конструктивных элементов и стенового ограждения. Торцевые стойки передают нагрузку от ветра на горизонтальные связи (ГС2). Конструкция торцевого фахверка представляет собой жесткую неизменяемую систему в своей плоскости. Для этого установлены подкосы в пролетах между торцевыми стойками. Расположение фахверковых стоек в плане изображено на рисунке 4.
1.1.3 Покрытие
Рисунок 2. Состав покрытия
Согласно исходным данным здание отапливаемое, поэтому применяем утепленное беспрогонное покрытие из клеефанерных плит. В качестве утеплителя плит принимаем минераловатные плиты плотностью о = 75 кг/м3. Толщину утеплителя покрытия определим из теплотехнического расчета, выполним его в программе ТеРеМОК.
Принимаем утеплитель из 1 слоя минераловатных плит толщиной 120 мм. Состав покрытия приведен на рисунке 2.
1.1.4 Стеновое ограждение
В продольных стенах в качестве стеновых панелей применяются плиты аналогичные рядовым кровельным с размерами 900 * 4500 мм (марка ПС1). В торцевой части здания располагаются следующие стеновые панели: ПС2 (1200 * 6000), ПС3 (900 * 6000) а также доборные панели ПС4, ПС5, ПС6, ПС7. Схема раскладки стеновых панелей в торце здания изображена на рисунке 3.
Рисунок 3. Схема раскладки стеновых панелей в торце здания
1.2 Обеспечение пространственной жесткости здания
В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается поперечными трехшарнирными рамами.
В продольном направлении жесткость здания обеспечивается:
1) горизонтальными связями (ГС) в крайних пролетах здания и по его длине на расстоянии 16 м (воспринимают ветровую нагрузку, действующую на торец здания),
2) деревянными распорками (Р1 и Р2) в каждом шаге по обе стороны от конькового шарнира,
3) вертикальными связями (ВС) между стойками в крайних пролетах здания и по его длине на расстоянии 16 м (воспринимают ветровую нагрузку, действующую на торец здания, а так же необходимы для раскрепления стоек от потери устойчивости из плоскости рамы),
4) продольными рёбрами клеефанерных плит покрытия.
Расположение связей изображено на рисунках 4 и 5.
Рисунок 4. Схема расположения элементов каркаса и покрытия
.
Рисунок 5. Расположение элементов каркаса и покрытия в разрезе
2. Проектирование покрытия
2.1 Исходные данные
Пролет здания — l = 24 м.
Район строительства — г. Астрахань (I снеговой район, расчетная снеговая нагрузка — Sg = 0.8 кПа).
Тепловой режим здания — отапливаемый.
Номинальные размеры рядовой плиты покрытия: bп * lп = 1500 * 4500 мм.
При ширине листов фанеры 1525 мм с учётом обрезки кромок ширину плит по верхней и нижней поверхностям принимаем b0 = 1490 мм, что обеспечивает зазор между плитами 10 мм. В продольном направлении зазор между плитами составляет 20 мм, что соответствует конструктивной длине l0 = 4480 мм. Бруски, образующие четверть в стыке, соединяются гвоздями диаметром 4 мм через 300 мм.
2.2 Материалы
Каркас плиты проектируем из досок древесины сосны 2 сорта. Верхняя обшивка из водостойкой семислойной фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной д1 = 8 мм, нижняя — из пятислойной толщиной д2 = 6 мм.
Характеристики фанеры клееной березовой марки ФСФ сорта В/ВВ:
модуль упругости фанеры Еф = 9000 МПа;
расчетное сопротивление фанеры изгибу Rф. и. = 6.5 МПа;
расчетное сопротивление фанеры сжатию Rф. с. = 12 МПа;
расчетное сопротивление фанеры растяжению Rф. р. = 14 МПа;
расчетное сопротивление скалыванию клеевых швов Rф. ск. = 0.8 МПа.
Характеристики древесины сосны II сорта:
модуль упругости древесины Ед = 10 000 МПа;
расчётное сопротивление древесины сосны изгибу Rи = 13 МПа;
расчётное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон Rск = 1.6 МПа.
2.3 Определение количества продольных рёбер
Предварительно высота ребра плиты определяется по формуле:
hp = lп / 35,hp = 4500/35 = 129 мм.
По сортаменту принимаем доску h * b = 150 * 50 мм. С учётом острожки рёбер с двух сторон под склеивание получим окончательную высоту и ширину ребра:
hp = h — 2 * дост,
bp = b — 2 * дост,
hp = 150 — 2 * 2.5 = 145 мм.
bp = 50 — 2 * 2.5 = 45 мм.
Максимальное расстояние между осями рёбер определяем из работы верхней обшивки толщиной д на местный изгиб от монтажной нагрузки 1.2 кН по формуле:
а = 1.1 * д12 * Rф. и.,
а = 1.1 * 82 * 6.5 = 457.6 мм.
Назначим количество продольных ребер n = 4 с общей шириной:
Уbр = n * bp, Уbр = 4 * 45 = 180 мм.
Расстояние в свету между рёбрами:
a0 = (b0 — (n + 1) * bp) / (n — 1),
a0 = (1490 — (4 + 1) * 45) / (4 — 1) = 422 мм.
Расстояние между осями рёбер:
а = а0 + bp,
а = 421 + 45 = 467 мм > 457 мм,
увеличим количество продольных ребер — n = 5 с общей шириной:
Уbр = 5 * 45 = 225 мм.
Расстояние в свету между рёбрами:
a0 = (1490 — (5 + 1) * 45) / (5 — 1) = 305 мм.
Расстояние между осями рёбер:
а = 305 + 45 = 350 мм < 457 мм.
Рисунок 6. Поперечное сечение клеефанерной плиты
2.4 Расчёт плиты
2.4.1 Геометрические характеристики сечения
Верхняя обшивка рассчитывается на сосредоточенную нагрузку от веса монтажника с инструментом Рн = 1 кН с коэффициентом надёжности по нагрузке f = 1.2
Расчетная нагрузка:
Р = Рн * f,
Р = 1 * 1.2 = 1.2 кН.
Изгибные напряжения в верхней обшивке поперек волокон должны быть меньше сопротивления фанеры изгибу:
уи =Mmax / Wф = 6 * P * a / (8 * д12) < Rф. и.,
уи = 6 * 1.2 * 0.35/ (8 * 103 * 0.0082) = 4.92 МПа < Rф. и. =6.5 МПа.
Конструктивная ширина плиты:
b = b0 — bp,
b = 1490 — 45 = 1445 мм.
lп = 450 см > 6 * а = 6 * 35 = 210 см,
тогда расчётная ширина фанерных обшивок:
bрасч = 0.9 * b,
bрасч = 0.9 * 1445 = 1301 мм.
Расчётные сечения: верхней обшивки:
Fфв = д1 * bрасч,
Fфв = 8 * 1301 = 10 404 мм2,нижней обшивки:
Fфн = д2 * bрасч,
Fфн = 6 * 1301 = 7803 мм2,продольных рёбер:
Fр = bp * hp * n,
Fр = 45 * 145 * 5 = 32 625 мм2.
Определяем отношение:
Ед / Еф = 100 000/90000 = 1.11
Приведенная площадь поперечного сечения:
Fпр = (Fфв + Fфн) + Fр * Ед / Еф,
Fпр = 10 404 + 7803 + 32 625 * 1.11 = 54 457 см2.
Статический момент приведенного сечения относительно оси, совмещенной с нижней гранью нижней обшивки:
Sпр = Fфв * (hпр — д1/2) + Fфн * д2/2 + Fр * (hр / 2 + д2) * Ед / Еф,
где hпр — высота приведенного сечения:
hпр = hр + д1 + д2,hпр = 145 + 8 +6 = 159 мм.
Sпр = 104.04 * (15.9 — 0.8/2) + 78.06 * 0.6/2 + 326.25 * (14.5/2 + 0.6) * 1.11 = 4 481 654 мм3.
Положение центра тяжести приведенного сечения (расстояние от нижней грани плиты до центра тяжести):
y0 = Sпр / Fпр,
y0 = 4 481 654/54427 = 82 мм.
Приведённый момент инерции, относительно центра тяжести сечения:
Iпр = bрасч * д13/12 + Fфв * (hпр — y0 — д1/2) 2 + bрасч * д23/12 + Fфн * (y0 — д2/2) 2 + (bp * hp3 * n / 12 + Fр * (y0 — д2 — hp / 2) 2) * Ед / Еф,
Iпр = 1301 * 83/12 + 10 404 * (159 — 82 — 8/2) 2 + 1301 * 63/12 + 7803 * (82 — 6/2) 2 + (45 * 1453 * 5/12 + 32 625 * (82 — 6 — 145/2) 2) * 1.11 = 168 172 612 мм4.
Приведённые моменты сопротивления:
Wпрн = Iпр / y0,Wпрв = Iпр / (hпр — y0).
Wпрн = 168 172 612/82 = 2 043 481 мм3,Wпрв = 168 172 612/ (159 - 82) = 2 192 520 мм3.
2.4.2 Сбор нагрузок и определение расчетных усилий
Нагрузка на 1 м2 плиты определена в таблице 1 (состав покрытия — рисунок 2).
Таблица 1
Нагрузка на 1 м2 плиты
Нагрузка | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке | Расчетная нагрузка, кН/м2 | |
Постоянная | ||||
Слой изопласта К qк1 = 5 кг/м2 (ТУ 5774−005−5 766 480−95) | qк1 * g * гn / 1000 = 5 * 9.81 * 0.95/1000 = 0.047 | 1.3 | 0.061 | |
Слой изопласта П qк2 = 5.5 кг/м2 (ТУ 5774−005−5 766 480−95) | qк2 * g * гn / 1000 = 5.5 * 9.81 * 0.95/1000 = 0.051 | 1.3 | 0.067 | |
Слой рубероида qк3 = 5 кг/м2 (ГОСТ 10 923–93) | qк3 * g * гn / 1000 = 5 * 9.81 * 0.95/1000 = 0.047 | 1.3 | 0.061 | |
Фанера клеёная (2 обшивки) ф = 0.014 м, ф = 600 кг/м3 (ГОСТ 8673–93) | ф * ф * g * гn / 1000 = 600 * 0.014 * 9.81 * 0.95/1000 = 0.078 | 1.1 | 0.086 | |
Картон qк = 3 кг/м2 (ГОСТ 9347–74) | qк * g * гn / 1000 = 3 * 9.81 * 0.95/1000 = 0.028 | 1.1 | 0.031 | |
Продольные ребра сечением bр * hр = 45 * 145 мм, n = 5 шт, д = 500 кг/м3 (ГОСТ 24 454−80) | о * bр * hр * n * g * гn / (1000 * b) = 500 * 0.045 * 0.145 * 5 * 9.81 * 0.95/ (1000 * 1.5) = 0.101 | 1.1 | 0.111 | |
Бруски образующие четверти b * h = 45 * 70 мм, n = 2 шт, д = 500 кг/м3 (ГОСТ 24 454−80) | о * bр * hр * n * g * гn / (1000 * b) = 500 * 0.045 * 0.07 * 2 * 9.81 * 0.95/ (1000 * 1.5) = 0.020 | 1.1 | 0.022 | |
Прижимные бруски b * h = 25 * 25 мм, n = 8 шт, д = 500 кг/м3 (ГОСТ 24 454−80) | о * bр * hр * n * g * гn / (1000 * b = 500 * 0.025 * 0.025 * 8 * 9.81 * 0.95/ (1000 * 1.5) = 0.016 | 1.1 | 0.017 | |
Минераловатные плиты о = 0.12 м, о = 75 кг/м3 (ГОСТ 9573−96) | о * о * g * гn / 1000 = 75 * 0.12 * 9.81 * 0.95/1000 = 0.084 | 1.2 | 0.101 | |
Слой битума б = 0.002 м, б = 1000 кг/м3 (ГОСТ 6617−76) | б * о * g * гn / 1000 = 1000 * 0.002* 9.81 * 0.95/1000 = 0.019 | 1.3 | 0.024 | |
ИТОГО | qн. пост = 0.490 | qр. пост = 0.580 | ||
Временная | ||||
Снеговая нагрузка | 0.56 | 1.43 | 0.8 | |
ВСЕГО | qн = 1.050 | qр = 1.380 | ||
Погонная нормативная и расчетная нагрузки:
qн = qн * bп, q = qр * bп,
qн = 1.05 * 1.5 = 1.57 кН/м,
q = 1.38 * 1.5 = 2.07 кН/м.
Расчетный пролет плиты:
lp = lп — 20 — 2 * 2 * lоп / 3 (мм),
где 20 мм — зазор между плитами в продольном направлении; lоп — длина площадки опирания плиты на раму:
lp = 4500 — 20 — 2 * 2 * 60/3 = 4400 мм.
Изгибающий момент:
Ммах = q * lp2/8,Ммах = 2.07 * 4.42/8 = 5.01 кН*м.
Поперечная сила:
Qmax = q * l / 2,Qmax = 2.07 * 4.4/2 = 4.55 кН.
2.4.3 Расчёт плиты по первой группе предельных состояний
а) Проверка устойчивости верхней сжатой обшивки плиты
Проверку устойчивости сжатой обшивки проводим по формуле:
уc = Mрасч / (цф * Wпрв)? Rф. с,
где цф — коэффициент продольного изгиба фанеры при а0/д1 = 305/8 = 38.13 < 50 равен:
цф = 1 — (а0/д) 2/5000,цф = 1 — 38.132/5000 = 0.71.
уc = 5.01 * 106/ (0.71 * 2 192 520) = 3.2 МПа < Rф. с = 12 МПа,
следовательно, устойчивость верхней сжатой обшивки плиты обеспечена.
б) Проверка прочности нижней растянутой обшивки плиты
Проверку прочности растянутой обшивки проводим по формуле:
ур = Mрасч / Wпрн? mв * Rф. р,
где mв = 0.6 — коэффициент снижения расчётного сопротивления.
ур = 5.01 * 16/ 2 043 481 = 2.5 МПа? mф * Rф. р = 0.6 * 14 = 8.4 МПа,
следовательно, прочность нижней растянутой обшивки плиты обеспечена.
в) Проверка прочности крайних волокон рёбер
Напряжения в рёбрах плиты:
в крайнем сжатом волокне:
уи = Mрасч * y1/Iпр? Rи,
где у1 = hпр - y0 - д1 = 159 — 82 — 8 = 69 мм.
уи = 5.01 * 106 * 69/168 172 612 = 2.0 МПа < Rи =13 МПа,
следовательно, прочность крайнего сжатого волокна рёбра плиты обеспечена;
в крайнем растянутом волокне:
уи = Mрасч * y2/Iпр? Rи,
где у2 = y0 - д2 = 82 — 6 = 76 мм.
уи = 5.01 * 106 * 76/168 172 612 = 2.3 МПа < Rи =13 МПа,
следовательно, прочность крайнего растянутого волокна рёбра плиты обеспечена.
г) Проверка прочности на скалывание обшивки по шву
Проверка касательных напряжений по скалыванию между шпонами фанеры верхней обшивки в местах приклеивания её к рёбрам:
ф = Qmax * Sф / (Iпр * Уbр)? Rф. ск,
где Sф — статический момент обшивки относительно оси плиты:
Sф = Fфв * (hпр — y0 — д1/2),
Sф = 10 404 * (159 — 82 — 8/2) = 756 401 мм2.
ф = 4.55 * 756 401 * 103/ (168 172 612 * 225) = 0.09 МПа < Rф. ск = 0.8 МПа,
следовательно, прочность на скалывание обшивки по шву обеспечена.
д) Проверка прочности на скалывание продольных ребер плиты
Проверку прочности на скалывание продольных ребер плиты проверяем по формуле:
ф = Qmax * Sпр / (Iпр * Уbр)? Rск,
где Sпр — приведенный статический момент половины сечения относительно нейтральной оси:
Sпр = Fp * (д1 + hp / 2 — (hпл — y0)), Sпр = 32 625 * (8 + 145/2 — (159 — 82)) = 123 881 мм3. ф = 4.55 * 123 881* 103/ (17 120 * 22.5) = 0.01 кН < Rск = 1.6 МПа,
следовательно, прочность на скалывание продольных ребер плиты обеспечена.
2.4.4 Расчёт плиты по второй группе предельных состояний
Для относительного прогиба плиты должно выполнятся условие:
f / l = 5 * qн * lp3/ (384 * 0.7 * Eф * Iпр)? 1/250,f / l = 5 * 1.57 * 44003/ (384 * 0.7 * 9000 * 168 172 612) = 0.0016 < 1/250 = 0.004,
следовательно, относительный прогиб плиты меньше максимально допустимого.
2.4.5 Расчёт компенсатора
Над опорой плиты может произойти поворот торцевых кромок и раскрытие шва шириной:
аш = 2 * hоп * tgИ,
где hоп — высота плиты на опоре;
И — угол поворота опорной грани плиты:
tgИ = pсн * l3/ (24 * Eф * Iпр),
pсн — снеговая нагрузка на плиту:
pсн = S * bп,
pсн = 0.8 * 1.5 = 1.2 кН,
tgИ = 1.2 * 44003/ (24 * 9000 * 168 172 612) = 0.003.
аш = 2 * 159 * 0.003 = 0.9 мм.
Расчёт компенсатора в виде отрезков полиэфирных стеклопластиковых волнистых листов толщиной дсп = 5 мм при волне 50 * 167 мм производим при аш = 0.9 мм.
Напряжение при изгибе стеклопластика:
у = аш * Eст * дсп / (р * R2)? Rст. и,
где Ест = 300 МПа — модуль упругости полиэфирного стеклопластика,
Rст. и = 1.5 МПа — расчётное сопротивление полиэфирного стеклопластика при изгибе,
R = 50 ммрадиус скругления.
у = 0.1 * 300 * 5/ (р * 502) = 0.17 МПа < Rст. и = 1.5 МПа, следовательно, прочность обеспечена.
3. Проектирование рамы
3.1 Расчетная схема рамы. Сбор нагрузок на раму
3.1.1 Расчетная схема рамы
Расчетная схема — трехшарнирная рама с шарнирами в опорах и коньке. Очертание рамы принято по линии, соединяющей центры тяжести сечений.
Координаты центров тяжести сечений рамы определяются из чертежа рамы. Начало координат располагается в центре опорного шарнира.
Высота расчетной схемы рамы:
lрам. y = H — hк / 2,lрам. y = 6000 — 175 = 5825 мм.
Проекция длины стойки на вертикальную ось:
lс. y = Hк — ас, lс. y = 3000 — 422 = 2578 мм.
Проекция длины ригеля на вертикальную ось:
lр. y = lрам. y — lс. y, lр. y = 5825 — 2578 = 3247 мм.
Длина расчетной схемы рамы:
lрам. x = l — hп,
lрам. y = 24 000 — 650 = 23 350 мм.
Проекция длины стойки на горизонтальную ось:
lс. x = lс. y * tgб4,lс. x = 2578 * tg4.77° = 215 мм.
Проекция длины ригеля на горизонтальную ось:
lр. x = 0.5 * lрам. x — lс. x,
lр. x = 0.5 * 23 350 — 215 = 3247 мм.
Расчетная схема поперечной рамы изображена на рисунке 7.
Рисунок 7. Расчетная схема поперечной рамы
3.1.2 Постоянная нагрузка
Нагрузка на 1 м2 плиты (постоянная и снеговая) определена в таблице 1.
Постоянная нагрузка на 1 п. м. ригеля от веса кровли:
qкр = B * qр. пост / cosб1,qкр = 4.5 * 0.58/cos14.04° = 2.53 кН/м.
Расчетный собственный вес рамы:
qсв = (qн. пост + S0) * B * гf / ((1000/ (l * kсв)) — 1),
qсв = (0.49 + 0.56) * 4.5 * 1.1/ ((1000/ (24 * 8)) — 1) = 1.43 кН/м.
Постоянная нагрузка на 1 п. м. ригеля рамы:
q = qкр + qсв,
q = 2.53 + 1.43 =3.96 кН/м.
3.1.3 Снеговая нагрузка
Снеговая нагрузка на 1 п. м. ригеля:
s = B * S / cosб1,s = 4.5 * 0.56/cos14.04° = 2.60 кН/м.
3.1.4 Ветровая нагрузка
Расчетная погонная ветровая нагрузка на i-ую сторону рамы:
Wi = Wm * В * гf = W0 * k * cei * В* гf,
где Wm — нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки Wm на высоте z < 10 м над поверхностью земли:
Wm = W0 * k * cei,
k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, k = 1. сei — аэродинамический коэффициент, зависящий от отношения Hк / l и б, при б = 14.04°, Hк / l = 3/24 = 0.125: со стороны левой стойки рамы: сe1 = 0.8,со стороны правой стойки рамы: сe2 = - 0.5,со стороны левого ригеля рамы: сe3 = 0.01,со стороны правого ригеля рамы: сe4 = - 0.4.
Расчетная погонная ветровая нагрузка при действии ветра слева на:
левой стойке рамы: W1 = 0.38 * 1 * 0.8 * 4.5 * 1.4 = 1.92 кН/м,
правой стойке рамы: W2 = - 0.38 * 1 * 0.5 * 4.5 * 1.4 = - 1.20 кН/м,
левом ригеле рамы: W3 = 0.38 * 1 * 0.01 * 4.5 * 1.4 = 0.02 кН/м,
правом ригеле рамы: W4 = - 0.38 * 1* 0.4 * 4.5 * 1.4 = - 0.96 кН/м.
Разложим ветровую нагрузку, действующую нормально к скатам кровли на вертикальную и горизонтальную составляющие:
левом (правом) ригеле рамы:
W3 (4) в = W3 (4) * cosб1,W3 (4) г = W3 (4) * sinб1.
W3в = 0.02 * cos14.04° = 0.02 кН/м,
W3г = 0.02 * sin14.04° = 0.01 кН/м,
W4в = - 0.96 * cos14.04° = - 0.93 кН/м,
W4г = - 0.96 * sin14.04° = - 0.23 кН/м.
3.2 Статический расчет рамы
3.2.1 Усилия от постоянной нагрузки
Опорные реакции от постоянной нагрузки:
Vq = VAq = VBq = q * lрам. x / 2,Vq = VAq = VBq = 3.96 * 23.35/2 = 46.26 кН.
Распор от постоянной нагрузки
Hq = HAq = HBq = q * lрам. x2/ (8 * lрам. y),
Hq = 3.96 * 23.352/ (8 * 5.825) = 46.36 кН.
Изгибающие моменты в i-ом сечении полурамы от постоянной нагрузки:
Mqi = Vq * xi — 0.5 * q * xi2 — Hq * yi,
где xi, yi — координаты центра тяжести i-ого сечения:
для ригеля yi = y3 + (xi - lс. x) * tgб2, xi кратно 1.5 м;
для стойки xi = yi * tgб4.
Продольная и поперечная силы в i-ом сечении полурамы от постоянной нагрузки:
Nqi = - (Vq — q * xi) * sinцi — Hq * cosцi,
Qqi = - (Vq — q * xi) * cosцi + Hq * sinцi,
где цi — угол наклона касательной к горизонтали.
Расчет изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в i-ом сечении полурамы от постоянной нагрузки проведем в таблице 2.
Таблица 2
Расчет усилий в i-ом сечении полурамы от постоянной нагрузки
Сечение | Координаты сечения | xi2 | Vq * xi | 0.5 * q * xi2 | Hq * yi | Mqi | цi | (Vq - q * xi) | Nqi | Qqi | ||
xi | yi | |||||||||||
; | м | м | м2 | кН*м | кН*м | кН*м | кН*м | градус | кН | кН | кН | |
0.000 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 85.23 | 46.26 | — 49.9 | 42.4 | ||||
0.075 | 0.900 | 0.006 | 3.5 | 0.0 | 41.7 | — 38.3 | 85.23 | 45.96 | — 49.7 | 42.4 | ||
0.180 | 2.157 | 0.032 | 8.3 | 0.1 | 100.0 | — 91.7 | 85.23 | 45.54 | — 49.2 | 42.4 | ||
0.215 | 2.578 | 0.046 | 9.9 | 0.1 | 119.5 | — 109.7 | 85.23 | 45.40 | — 49.1 | 42.4 | ||
0.621 | 2.693 | 0.386 | 28.7 | 0.8 | 124.9 | — 96.9 | 15.82 | 43.80 | — 56.5 | — 29.5 | ||
4л | 0.727 | 2.723 | 0.529 | 33.6 | 1.0 | 126.2 | — 93.7 | 15.82 | 43.38 | — 56.4 | — 29.1 | |
1.175 | 2.850 | 1.381 | 54.4 | 2.7 | 132.1 | — 80.5 | 15.82 | 41.60 | — 55.9 | — 27.4 | ||
2.675 | 3.275 | 7.156 | 123.7 | 14.2 | 151.8 | — 42.3 | 15.82 | 35.66 | — 54.3 | — 21.7 | ||
4.175 | 3.700 | 17.431 | 193.1 | 34.5 | 171.5 | — 12.9 | 15.82 | 29.71 | — 52.7 | — 16.0 | ||
5.675 | 4.125 | 32.206 | 262.5 | 63.8 | 191.2 | 7.5 | 15.82 | 23.77 | — 51.1 | — 10.2 | ||
7.175 | 4.550 | 51.481 | 331.9 | 102.0 | 210.9 | 19.0 | 15.82 | 17.83 | — 49.5 | — 4.5 | ||
8.675 | 4.975 | 75.256 | 401.3 | 149.1 | 230.6 | 21.6 | 15.82 | 11.89 | — 47.8 | 1.2 | ||
10.175 | 5.400 | 103.531 | 470.7 | 205.1 | 250.3 | 15.2 | 15.82 | 5.94 | — 46.2 | 6.9 | ||
11.675 | 5.825 | 136.306 | 540.0 | 270.0 | 270.0 | 0.0 | 15.82 | 0.00 | — 44.6 | 12.6 | ||
3.2.2 Усилия от снеговой нагрузки
Опорные реакции от снеговой нагрузки:
Vs = VAs = VBs = s * lрам. x / 2,
Vs = VAs = VBs = 2.60 * 23.35/2 = 30.33 кН.
Распор от снеговой нагрузки:
Hs = HAs = HBs = s * lрам. x2/ (8 * lрам. y),
Hs = 2.60 * 23.352/ (8 * 5.825) = 30.39 кН.
Изгибающие моменты i-ом сечении полурамы от снеговой нагрузки:
Msi = Vs * xi — 0.5 * s * xi2 — Hs * yi,
Продольная и поперечная силы в i-ом сечении полурамы от снеговой нагрузки:
Nsi = - (Vs — s * xi) * sinцi — Hq * cosцi,
Qsi = - (Vs — s * xi) * cosцi + Hq * sinцi.
Расчет изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в i-ом сечении полурамы от снеговой нагрузки проведем в таблице 3.
Таблица 3
Расчет усилий в i-ом сечении полурамы от снеговой нагрузки
Сечение | Координаты сечения | xi2 | Vs * xi | s * xi2/2 | Hs * yi | Msi | цi | (Vs - s * xi) | Nsi | Qsi | ||
xi | yi | |||||||||||
; | м | м | м2 | кН*м | кН*м | кН*м | кН*м | градус | кН | кН | кН | |
0.000 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 85.23 | 30.33 | — 32.75 | 27.77 | ||||
0.075 | 0.900 | 0.006 | 2.3 | 0.0 | 27.4 | — 25.1 | 85.23 | 30.13 | — 32.55 | 27.78 | ||
0.180 | 2.157 | 0.032 | 5.5 | 0.0 | 65.5 | — 60.1 | 85.23 | 29.86 | — 32.28 | 27.81 | ||
0.215 | 2.578 | 0.046 | 6.5 | 0.1 | 78.4 | — 71.9 | 85.23 | 29.77 | — 32.19 | 27.81 | ||
0.621 | 2.693 | 0.386 | 18.8 | 0.5 | 81.9 | — 63.5 | 15.82 | 28.71 | — 37.07 | — 19.34 | ||
4л | 0.727 | 2.723 | 0.529 | 22.0 | 0.7 | 82.8 | — 61.4 | 15.82 | 28.44 | — 36.99 | — 19.08 | |
1.175 | 2.850 | 1.381 | 35.6 | 1.8 | 86.6 | — 52.8 | 15.82 | 27.27 | — 36.68 | — 17.96 | ||
2.675 | 3.275 | 7.156 | 81.1 | 9.3 | 99.5 | — 27.7 | 15.82 | 23.38 | — 35.61 | — 14.21 | ||
4.175 | 3.700 | 17.431 | 126.6 | 22.6 | 112.5 | — 8.5 | 15.82 | 19.48 | — 34.55 | — 10.46 | ||
5.675 | 4.125 | 32.206 | 172.1 | 41.8 | 125.4 | 4.9 | 15.82 | 15.59 | — 33.49 | — 6.71 | ||
7.175 | 4.550 | 51.481 | 217.6 | 66.9 | 138.3 | 12.4 | 15.82 | 11.69 | — 32.43 | — 2.96 | ||
8.675 | 4.975 | 75.256 | 263.1 | 97.7 | 151.2 | 14.1 | 15.82 | 7.79 | — 31.36 | 0.79 | ||
10.175 | 5.400 | 103.531 | 308.6 | 134.5 | 164.1 | 10.0 | 15.82 | 3.90 | — 30.30 | 4.54 | ||
11.675 | 5.825 | 136.306 | 354.1 | 177.0 | 177.0 | 0.0 | 15.82 | 0.00 | — 29.24 | 8.28 | ||
3.2.3 Усилия от ветровой нагрузки
Вертикальные опорные реакции от ветровой нагрузки:
VBW = ((W2 — W1) * 0.5 * Hк2 + (W4г — W3г) * (Hк + 0.5 * Нкр) * Нкр — W3в * 0.125 * lpам. x2 + W4в * 0.375 * lрам. x2) / (- lрам. x),
VAW = ((W2 — W1) * 0.5 * Hк2 + (W4г — W3г) * (Hк + 0.5 * Нкр) * Нкр + W3в * 0.375 * lpам. x2 + W4в * 0.125 * lрам. x2) / lрам. x,
VBW = ((-1.20 — 1.92) * 0.5 * 32 + (-0.23 — 0.01) * (3 + 0.5 * 2.825) * 2.825 — 0.02 * 0.125 * 23.352 — 0.93 * 0.375 * 23.352) / (- 23.35) = - 7.34 кН,
VAW = ((-1.20 — 1.92) * 0.5 * 32 + (- 0.23 — 0.01) * (3 + 0.5 * 2.825) * 2.825 + 0.02 * 0.375 * 23.352 + - 0.93 * 0.125 * 23.352) / 23.35 = - 3.24 кН.
Горизонтальные опорные реакции от ветровой нагрузки:
HAW = (W1 * (lрам. y — 0.5 *Hk) * Hk + 0.5 * W3г * Hkp2 + W3в * 0.125 * lрам. x2 — VAW * lрам. x * 0.5) / (- lрам. y),
HВW = (W2 * (lрам. y — 0.5 *Hk) * Hk + 0.5 * W4г * Hkp2 + W4в * 0.125 * lрам. x2 — VВW * lрам. x * 0.5) / (- lрам. y),
HAW = (1.92 * (5.825 — 0.5 * 3) * 3 + 0.5 * 0.01 * 2.8252 + 0.02 * 0.125 * 23.352 — 3.24 * 23.35 * 0.5) / (- 5.825) = - 11.03 кН.
HВW = (-1.20 * (5.825 — 0.5 * 3) * 3 + 0.5 * - 0.23 * 2.8252 + - 0.93 * 0.125 * 23.352 — 7.34 * 23.35 * 0.5) / (- 5.825) = - 1.02 кН.
Изгибающие моменты в i-ом сечении полурамы от ветровой нагрузки:
в точках 0 — 5:
MWi = - HAW * yi + VAW * xi — 0.5 * W1 * yi2 — 0.5 * W3в * xi2,в точках 6 — 12:
MWi = - HAW * yi + VAW * xi — 0.5 * W3в * xi2 — W1 * (yi — 0.5 * Hk) * Hk — 0.5 * W3г * (yi — Hk) 2,в точках 0' - 5':
MWi = HBW * yi — VBW * xi + 0.5 * W2 * yi2 + 0.5 * W4в * xi2,в точках 6' - 11':
MWi = HBW * yi — VBW * xi + 0.5 * W4в * xi2 — W2 * (yi — 0.5 * Hk) * Hk + 0.5 * W4г * (yi — Hk) 2.
Продольная и поперечная силы в i-ом сечении полурамы от ветровой нагрузки:
в точках 0 — 5:
NWi = - (VAW — W3в * xi) * sinцi — (HAW + W1 * yi) * cosцi,
QWi = - (VAW — W3в * xi) * cosцi + (HAW + W1 * yi) * sinцi,
в точках 6 — 12:
NWi = - (VAW — W3в * xi) * sinцi — (HAW + W1 * Hk + W3г * (yi — Hk)) * cosцi,
QWi = - (VAW — W3в * xi) * cosцi + (HAW + W1 * Hk + W3г * (yi — Hk)) * sinцi,
в точках 0' - 5':
NWi = - (VBW — W4в * xi) * sinцi — (HBW + W2 * yi) * cosцi,
QWi = - (VBW — W4в * xi) * cosцi + (HBW + W2 * yi) * sinцi,
в точках 6' - 11':
NWi = - (VBW — W4в * xi) * sinцi — (HBW + W2 * Hk + W4г * (yi — Hk)) * cosцi,
QWi = - (VBW — W4в * xi) * cosцi + (HBW + W2 * Hk + W4г * (yi — Hk)) * sinцi,
Расчет изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в i-ом сечении полурамы от ветровой нагрузки проведем в таблице 4.
Таблица 4
Расчет изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в i-ом сечении полурамы от ветровой нагрузки
Сече-ние | Координаты сечения | HAW * yi | VAW * xi | 0.5 * W1 * yi2 | 0.5 * W3в * xi2 | W1 * (yi - 0.5 * Hk) * Hk | 0.5 * W3г * (yi - Hk) 2 | MWi | Nsi | Qsi | ||
xi | yi | |||||||||||
; | м | м | кН*м | кН*м | кН*м | кН*м | кН*м | кН*м | кН*м | кН | кН | |
— 8.6 | 0.0 | 4.1 | — 10.7 | |||||||||
0.075 | 0.900 | — 9.93 | — 0.24 | 0.8 | 0.00 | — 3.4 | 0.0 | 8.9 | 4.0 | — 9.0 | ||
0.180 | 2.157 | — 23.79 | — 0.58 | 4.5 | 0.00 | 3.8 | 0.0 | 18.8 | 3.8 | — 6.6 | ||
0.215 | 2.578 | — 28.44 | — 0.70 | 6.4 | 0.00 | 6.2 | 0.0 | 21.4 | 3.7 | — 5.8 | ||
0.621 | 2.693 | — 29.71 | — 2.01 | 6.9 | 0.00 | 6.9 | 0.0 | 20.7 | 6.5 | 1.5 | ||
4л | 0.727 | 2.723 | — 30.04 | — 2.36 | 7.1 | 0.01 | 7.0 | 0.0 | 20.6 | 6.5 | 1.6 | |
1.175 | 2.850 | — 31.44 | — 3.81 | 7.8 | 0.02 | 7.8 | 0.0 | 19.8 | 6.3 | 1.6 | ||
2.675 | 3.275 | — 36.13 | — 8.68 | 10.3 | 0.08 | 10.2 | 0.0 | 17.2 | 6.0 | 1.9 | ||
4.175 | 3.700 | — 40.82 | — 13.54 | 13.1 | 0.19 | 12.6 | 0.0 | 14.4 | 6.0 | 2.1 | ||
5.675 | 4.125 | — 45.50 | — 18.40 | 16.3 | 0.36 | 15.1 | 0.0 | 11.7 | 6.0 | 2.4 | ||
7.175 | 4.550 | — 50.19 | — 23.27 | 19.8 | 0.57 | 17.5 | 0.0 | 8.8 | 6.0 | 2.6 | ||
8.675 | 4.975 | — 54.88 | — 28.13 | 23.7 | 0.84 | 20.0 | 0.0 | 5.9 | 6.0 | 2.9 | ||
10.175 | 5.400 | — 59.57 | — 33.00 | 27.9 | 1.15 | 22.4 | 0.0 | 3.0 | 6.0 | 3.2 | ||
11.675 | 5.825 | — 64.25 | — 37.86 | 32.5 | 1.52 | 24.8 | 0.0 | 0.0 | 6.0 | 3.4 | ||
0' | 5.4 | — 1.0 | 7.4 | — 0.4 | ||||||||
1' | 0.075 | 0.900 | — 0.92 | — 0.6 | — 0.48 | 0.00 | 2.2 | — 0.5 | 0.9 | 7.4 | — 1.5 | |
2' | 0.180 | 2.157 | — 2.20 | — 1.3 | — 2.78 | — 0.02 | — 2.4 | — 0.1 | 3.7 | 7.5 | — 3.0 | |
3' | 0.215 | 2.578 | — 2.64 | — 1.6 | — 3.98 | — 0.02 | — 3.9 | 0.0 | 5.1 | 7.5 | — 3.5 | |
4' | 0.621 | 2.693 | — 2.75 | — 4.6 | — 4.34 | — 0.18 | — 4.3 | 0.0 | 2.7 | 5.9 | 5.4 | |
4п | 0.727 | 2.723 | — 2.78 | — 5.3 | — 4.44 | — 0.25 | — 4.4 | 0.0 | 2.1 | 5.9 | 5.2 | |
5' | 1.175 | 2.850 | — 2.91 | — 8.6 | — 4.86 | — 0.64 | — 4.8 | 0.0 | — 0.2 | 6.0 | 4.8 | |
6' | 2.675 | 3.275 | — 3.35 | — 19.6 | — 6.42 | — 3.32 | — 6.4 | 0.0 | — 6.6 | 5.8 | 3.4 | |
7' | 4.175 | 3.700 | — 3.78 | — 30.7 | — 8.19 | — 8.10 | — 7.9 | — 0.1 | — 10.8 | 5.5 | 2.0 | |
8' | 5.675 | 4.125 | — 4.22 | — 41.7 | — 10.18 | — 14.96 | — 9.4 | — 0.1 | — 12.9 | 5.3 | 0.7 | |
9' | 7.175 | 4.550 | — 4.65 | — 52.7 | — 12.39 | — 23.91 | — 11.0 | — 0.3 | — 12.9 | 5.0 | — 0.7 | |
10' | 8.675 | 4.975 | — 5.09 | — 63.7 | — 14.81 | — 34.96 | — 12.5 | — 0.5 | — 10.7 | 4.7 | — 2.1 | |
11' | 10.175 | 5.400 | — 5.52 | — 74.7 | — 17.45 | — 48.09 | — 14.0 | — 0.7 | — 6.4 | 4.4 | — 3.4 | |
12' | 11.675 | 5.825 | — 5.95 | — 85.7 | — 20.31 | — 63.31 | — 15.5 | — 0.9 | 0.0 | 4.1 | — 4.8 | |
3.2.4 Усилия от сочетания нагрузок
Расчетные реакции в опорном узле от сочетания нагрузок:
V = 76.6 кН,
H = 76.7 кН.
Усилия от сочетания нагрузок приведены в таблице 5.
Таблица 5
Усилия от сочетания нагрузок
Mqi | Msi | MWi лев | MWi пр | Mmax+ | Mmax; | M | Nqi | Nsi | NWi лев | NWi пр | Nmax+ | Nmax; | N | Qqi | Qsi | QWi лев | QWi пр | Qmax+ | Qmax; | Q | |
кН*м | кН | ||||||||||||||||||||
0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | — 49.9 | — 32.75 | 4.1 | 7.4 | 7.4 | — 82.7 | — 82.7 | 42.4 | 27.77 | — 10.7 | — 0.4 | 70.1 | — 10.7 | 70.1 | |||
— 38.3 | — 25.1 | 8.9 | — 0.9 | 8.9 | — 64.2 | — 64.2 | — 49.7 | — 32.55 | 4.0 | 7.4 | 7.4 | — 82.2 | — 82.2 | 42.4 | 27.78 | — 9.0 | — 1.5 | 70.2 | — 9.0 | 70.2 | |
— 91.7 | — 60.1 | 18.8 | — 3.7 | 18.8 | — 155.5 | — 155.5 | — 49.2 | — 32.28 | 3.8 | 7.5 | 7.5 | — 81.5 | — 81.5 | 42.4 | 27.81 | — 6.6 | — 3.0 | 70.2 | — 6.6 | 70.2 | |
— 109.7 | — 71.9 | 21.4 | — 5.1 | 21.4 | — 186.6 | — 186.6 | — 49.1 | — 32.19 | 3.7 | 7.5 | 7.5 | — 81.3 | — 81.3 | 42.4 | 27.81 | — 5.8 | — 3.5 | 70.2 | — 5.8 | 70.2 | |
— 96.9 | — 63.5 | 20.7 | — 2.7 | 20.7 | — 163.1 | — 163.1 | — 56.5 | — 37.07 | 6.5 | 5.9 | 6.5 | — 93.6 | — 93.6 | — 29.5 | — 19.34 | 1.5 | 5.4 | 5.4 | — 48.8 | — 48.8 | |
— 93.7 | — 61.4 | 20.6 | — 2.1 | 20.6 | — 157.2 | — 157.2 | — 56.4 | — 36.99 | 6.5 | 5.9 | 6.5 | — 93.4 | — 93.4 | — 29.1 | — 19.08 | 1.6 | 5.2 | 5.2 | — 48.2 | — 48.2 | |
— 80.5 | — 52.8 | 19.8 | 0.2 | 19.8 | — 133.3 | — 133.3 | — 55.9 | — 36.68 | 6.3 | 6.0 | 6.3 | — 92.6 | — 92.6 | — 27.4 | — 17.96 | 1.6 | 4.8 | 4.8 | — 45.3 | — 45.3 | |
— 42.3 | — 27.7 | 17.2 | 6.6 | 17.2 | — 70.0 | — 70.0 | — 54.3 | — 35.61 | 6.0 | 5.8 | 6.0 | — 89.9 | — 89.9 | — 21.7 | — 14.21 | 1.9 | 3.4 | 3.4 | — 35.9 | — 35.9 | |
— 12.9 | — 8.5 | 14.4 | 10.8 | 14.4 | — 21.4 | — 21.4 | — 52.7 | — 34.55 | 6.0 | 5.5 | 6.0 | — 87.3 | — 87.3 | — 16.0 | — 10.46 | 2.1 | 2.0 | 2.1 | — 26.4 | — 26.4 | |
7.5 | 4.9 | 11.7 | 12.9 | 25.3 | 4.9 | 25.3 | — 51.1 | — 33.49 | 6.0 | 5.3 | 6.0 | — 84.6 | — 84.6 | — 10.2 | — 6.71 | 2.4 | 0.7 | 2.4 | — 16.9 | — 16.9 | |
19.0 | 12.4 | 8.8 | 12.9 | 44.3 | 8.8 | 44.3 | — 49.5 | — 32.43 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | — 81.9 | — 81.9 | — 4.5 | — 2.96 | 2.6 | — 0.7 | 2.6 | — 8.2 | — 8.2 | |
21.6 | 14.1 | 5.9 | 10.7 | 46.4 | 5.9 | 46.4 | — 47.8 | — 31.36 | 6.0 | 4.7 | 6.0 | — 79.2 | — 79.2 | 1.2 | 0.79 | 2.9 | — 2.1 | 4.9 | — 2.1 | 4.9 | |
15.2 | 10.0 | 3.0 | 6.4 | 31.7 | 3.0 | 31.7 | — 46.2 | — 30.30 | 6.0 | 4.4 | 6.0 | — 76.5 | — 76.5 | 6.9 | 4.54 | 3.2 | — 3.4 | 14.6 | — 3.4 | 14.6 | |
0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | — 44.6 | — 29.24 | 6.0 | 4.1 | 6.0 | — 73.8 | — 73.8 | 12.6 | 8.28 | 3.4 | — 4.8 | 24.3 | — 4.8 | 24.3 | |
3.3 Подбор и проверка прочности и устойчивости сечений элементов рамы
3.3.1 Подбор сечений элементов рамы
Требуемый момент сопротивления:
Wрасчтр = M4/ (mв * mо * Rр),
где Rр = 9 МПа — расчетное сопротивление клееных элементов из древесины 2 сорта растяжению вдоль волокон, mв = 1 — коэффициент условий работы, для конструкций внутри отапливаемых помещений при температуре до 35 С, относительной влажности воздуха до 60%, mо = 0.8 — коэффициент ослабления расчетного сечения.
Wрасчтр = 163.1 * 1000/ (1 * 9 * 0.8) = 22 657 см3.
Требуемый момент инерции:
Ixтр = Wрасчтр * h / 2,Ixтр = 22 657 * 108/2 = 1 223 488 см4.