Розрахунок прогону на постійне й монтажне навантаження

Монтажне навантаження P = P^е γ_fm = 1.1,2 = 1,2 кН.

Постійне навантаження на 1м прогону q_пог = g_п .0,5м = 0,4.0,5 = 0,2 кН/м.

Розрахункові згинальні моменти:

M_x = q_пог .l_x² cosa/8 + P.l_x cosa/4 = 0,2.6² .0,95/8 + 1,2.6.0,95/4 = 257 кН∙см;

M_y = q_пог .l_y² sina/8 = 0,2.3² .0,316/8 = 0,071 кН∙м = 7,1 кН∙см.

Нормальні напруження:

s = M_x /W_x + M_y /W_y = 257/500 + 7,1/187.5 = 0,55 кН/см² ;

0,55 кН/см² ¢ R_и.m_н = 1,15.1,2 = 1,38 кН/см²,

де m_н = 1,2 – коефіцієнт умов роботи при дії монтажного навантаження.

P^е=1кН (вага людини з

інструментом)

Коефіцієнт g_n=1,2

Рисунок 10 – Розрахункова схема прогону при розрахунку на

постійне та монтажне навантаження

Розрахунок розкосу щита

Зусилля в розкосі від скатної складової навантаження в прогонах

N_р= 0,75.q^y _пог.n_п.l_x /(2.cosβ) = 0,75.0,291.5.6/(2.0,77) = 4,25 кН,

де n_п – кількість прогонів у складі щита;

0,75 – коефіцієнт , який ураховує вантажну площину розкосу;

β – кут нахилу розкосу до осі кроквяної конструкції

( tg β = 2,5/3 = 0,833, cosβ = 0,77).

Приймаємо переріз розкосу 50x50 мм. Площа перерізу А = 25 см² , момент інерції

W = b.h² /6 = 5.5² /6 = 20,8 см³ .

Вільна довжина розкосу l_р = 0,5/ cosβ = 5/0,77 = 0,65 м.

Гнучкість розкосу λ = l_р/(0,289.b) = 65/(0,289.5) = 45.

Ексцентриситет прикладання зусилля е = 0,5.b = 0,5.5 = 2,5см.

Згинальний момент M = N_р.е = 4,25.2,5 = 10,63 кН∙см.

Нормальні напруження:

s = N_р/ А +M/ ξ.W = 4,25/25+10,63/(0,900.20,8) = 0,74 кН/см² ¢ R_с = = 1,15кН/см²,

де ξ = 1–λ² .N_р /(3000.R_с.А) = 1 – 45².4,25/(3000.1,15.25) = 0,900.

Розкіс має опору в щиті у вигляді брускового елемента, який кріпиться цвяхами до стійок щита. Приймаємо цвяхи діаметром d = 4 мм, довжиною 125 мм.

Несуча здатність одного цвяха як однозрізного з’єднання

T_c = 0,35.c.d.m_п.m_в/g_n = 0,35.5.0,4.0,8.1/0,9 = 0,62 кН;

T_зг = (2,5.d².+0,01.a²)Öm_п.m_в/g_n = (2,5.0,4² +0,01.4,4² ) Ö0,8.1/0,9 = 0,59кН;

T_зг = 4.d².Öm_п.m_в/g_n = 4.0,4² Ö0,8.1/0,9 = 0,64 кН,

де a = c–1,5d = 5–1,5.0,4 = 4,4 см.

Розрахункова несуча здатність цвяха T_роз = T_min = 0,59 кН.

Потрібна кількість цвяхів

N = N_р.cosβ /T_роз = 4,25.0,77 / 0,59 = 5,55.

Приймаємо 6 цвяхів.

Щит кріпиться до кроквяної конструкції через стійки цвяхами діаметром 4 мм, довжиною 125 мм. Потрібна кількість цвяхів на одну стійку складає

n = 0,5.q^y _пог.n_п.l_x /T_роз = 0,5.0,291.5.6/0,59 = 7,4.

Приймаємо 8 цвяхів.

КОНСТРУКЦІЯ ЩИТА

1-прогін

2-підкіс

3-стійка

4-опорний елемент із бруса

5- цвях

Рисунок 11 – Щит-обрешітка під покрівлю із сталевого профільного листа

Приклад 4.

РОЗРАХУНОК ДОЩАТОКЛЕЄНОЇ КОЛОНИ

Запроектувати дерев'яні клеєні стійки столярного цеху висотою Н = 7 м. Крок несучих конструкцій 4,5 м. Несучі конструкції покриття – клеєфанерні панелі по аркам прольотом 24 м. Стінове огородження – навісні клеєфанерні панелі розміром – 1,5´4,5м. Район будівництва м. Полтава. Матеріал – дошки дуба другого сорту.

Вибір конструктивної схеми

Приймаємо клеєні стійки прямокутного поперечного перерізу, закріплені до фундаментів анкерними болтами (рис. 12).

Рисунок 12. Розрахункова схема поперечної рами будівлі

Навантаження на стійку

1. Постійний розрахунковий тиск на стійку від покриття:
(0,474+0,143)×4,5×(0,5×24+0,75) =35,4кН,

де g_покр, g_вв – навантаження на 1 м² горизонтальної проекції від огороджуючих конструкцій покриття та власної маси арки;

а – крок колон;

а₁ – виліт карнизу;

g_вв – навантаження на 1 м² горизонтальної проекції від власної маси несучої конструкції покриття (арки) визначаємо за формулою

,

тут S₀ – характеристичне значення снігового навантаження (у кПа), обумовлене відповідно [2, п. 8.5];

к_в.в. – коефіцієнт власної ваги арки, що попередньо приймається рівний 3;

q^е – експлуатаційне навантаження від покриття (т. 2).

2. Тимчасове снігове навантаження:
.

3. Постійне навантаження від стінового огородження:
.

де g_ст – навантаження від 1 м² стінового навантаження (може бути прийняте рівному навантаженню від огороджуючих конструкцій покриття);

h₀ – висота стіни вище відмітки стійок.

4. Вітрове розрахункове навантаження
на ліву стійку:
;
=0;
на праву стійку:
;
= 0,

де – коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням вітрового навантаження, визначений за т. 7 [2, п. 9.14];

Таблиця 7

Т, років
	0,55	0,69	0,77	0,87	0,96	1,00	1,07	1,14	1,22	1,28	1,35	1,45

ω₀ = 470 Па = 0,47 кН/м² – характеристичне значення вітрового тиску для району будівництва – м. Полтава [2, дод. Е];

коефіцієнт С визначається за формулою:

,

де C_aer –аеродинамічний коефіцієнт, що визначається за [2, п. 9.8];

C_h –коефіцієнт висоти споруди, що визначається за додатком 5 [2, п. 9.9, т. 9.01], (тип місцевості ІІІ);

C_alt –коефіцієнт географічної висоти, що визначається за [2, п. 9.10];

C_rel –коефіцієнт рельєфу, що визначається за [2, п. 9.11];

C_dir –коефіцієнт напрямку, що визначається за [2, п. 9.12];

C_d –коефіцієнт динамічності, що визначається за [2, п. 9.13].

Для розрахункового навантаження на ліву стійку

;

на праву стійку

.

Ширину перерізу стійок приймаємо . Необхідну висоту перерізу визначаємо з виразів

;

,

де ;

– розрахунковий опір стиску деревини дуба другого сорту уздовж волокон;

т_н – коефіцієнт, що враховує короткочасну дію вітрового навантаження [1, т. 6].

Приймаємо висоту стійки (15 шарів по 33 мм).

Навантаження від власної маси стійки:

,

де – об’ємна маса деревини (дуба) [1, додаток 3];

– коефіцієнт надійності по навантаженню від власної маси.

Рама є один раз статично невизначена. За зайве невідоме приймаємо поздовжнє зусилля Х у ригелі та визначаємо його роздільно від кожного виду завантаження:

,

де ;

h – товщина панелі стінового огородження (приймається рівною товщині огороджуючої конструкції покриття).

;

.