Исходные данные
1. Назначение здания: Механический цех
2. Длина здания: B=40м
3. Пролет: L=18м
4. Колонна: клеедощатая
5. Несущая конструкция покрытия: ферма на врубках
6. Крыша: рулонная
7. Режим эксплуатации: А-3
8. Степень ответственности здания: II
9. Место постройки: Санкт-Петербург
- Район по снегу: 3
- Район по ветру: 2
I. Компоновка конструктивной схемы
II. Расчет конструкций деревянных покрытий
Принимаем рулонное покрытие по двойному настилу из досок в двух направлениях, уложенных по прогонам, опирающимся на треугольную ферму. Настил состоит из нижнего - рабочего настила из досок 22х150,уложенных с промежутками 30 мм; верхнего – сплошного настила под двухслойный рубероид на горячей мастике из досок 16х100 мм. Рабочий настил укладывается по прогонам, защитный – под углом 45° к первому.
Расчет рабочего настила.
Согласно [2] доски из древесины 3-го сорта с сопротивлением Ru =13 Мпа. Уклон ската - 0.333.
Нагрузка на рабочий настил, кН/м2 (кгс/м2)
Табл.1
Элемент
Нормативная
нагрузка
Расчетная нагрузка
Двухслойная рубероидная
кровля на горячей мастике
Защитный настил из досок
16 мм:5х0.016
Рабочий настил из досок
22х150мм с расстоянием
между осями 180мм:
5.0х0.022х0.15/0.18
0.06(6.0)
0.08(8.0)
0.092(9.2)
1.3
1.1
1.1
0.078(7.8)
0.088(8.8)
0.1012(10.12)
Итого вес покрытия 0.232(23.2) 0.2672(26.72)
Снеговая нагрузка на покрытие
для СПб с учетом угла наклона
Sнxμxcosα =1.8x1x0.946
1.19(119) 1.4 1.703(170.3) Итого 1.423(142.3) 1.97(197)
При α =18.42˚ < 25˚ коэффициент µ = 1.0.
Ветровая нагрузка при ho/l=9/18=0.5 согласно прил. [I ,c. 23] положительного давления не создает (се1=-0.42).
Рассчитываем рабочий настил как двух пролетную неразрезную балку. Расчет ведем на полосе шириной 100см на два случая нагружения.
I случай нагружения – постоянная нагрузка и снег.
Проверка прочности настила.
Погонная нагрузка-нормативная.
Погонная нагрузка-расчетная.
Максимальный изгибающий момент на середине опоры
при моменте сопротивления настила шириной в=100см
и высотой δ=2.2см
напряжение изгиба в досках щита:
Проверка жесткости настила.
Момент инерции настила - см4;
Максимальный прогиб щита
II случай нагружения – постоянная нагрузка и сосредоточенный груз Р=100кгс.
Сосредоточенный груз передается на полосу шириной 0.5 м ,
поэтому, на расчетную полосу передается нагрузка:
Рн =Р/0.5=2·Р
Нормативная сосредоточенная нагрузка
Рнв=2·1.0=2кН
Расчетная сосредоточенная нагрузка
Ррв= Рр · γ п =2·1.2=2.4кН;
.
Собственный вес настила
Максимальный изгибающий момент на середине опоры
Расчет прогонов.
Принимаем разрезной прогон из сосны II сорта. по табл.3 [1], установленный по скату с шагом 1.5 м. Прогон будет испытывать косой изгиб ввиду наличия скатной составляющей. Задаем предварительно сечение бруса прогона 175х200 мм.
Собственный вес прогона:
Полная погонная нагрузка, действующая на прогон
– номативная:
- расчетная:
Проверка прочности прогона.
Изгибающие моменты , действующие в плоскости перпендикулярной скату
;
.
Соответствующие моменты сопротивления и инерции:
см3; см3.
см4; см4
Напряжения изгиба:
Определение жесткости прогона.
Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату
.
Проверка прочности по касательным напряжениям.
;
где расчетное сопротивление скалыванию поперек волокон по табл.3 [1]
Расчет на устойчивость плоской формы изгиба. Устойчивость плоской формы изгиба обеспеченна т.к. ............
