Визначення постійних навантажень на 1 м2 покриття

№ п.п.	Тип конструкції і навантаження	Характери-cтичне зна-чення на-вантаження, кН/м2, gk	Коефіцієнт надійності за експлуа-таційним наванта-женням, gfе	Експлуата-ційне роз-рахункове значення наванта-ження, кН/м2, ge	Коефіцієнт надійності за гранич-ним наван-таженням, gfm	Граничне розрахункове значення наванта-ження, кН/м2, gm
	Постійне:
	Три шари руберойду	0,12	1,0	0,12	1,2	0,144
	Фанернi обшивки (du +dl) ρpl / 100 = (0,008 + 0,005)700/100	0,091	1,0	0,091	1,1	0,10
	Ребра каркаса поздовжнi ((nrib1×brib1×hrib1×ρ) / b)/100 = = ((4·0,17·0,05·4)500/1,5)/100	0,11	1,0	0,11	1,1	0,125
	Ребра поперечнi ((brib2×hrib2·lrib2· nrib2)×ρ /(b·B))/100= = ((0,17·0,05·0,423·12)×500/(1,5·6))/100	0,025	1,0	0,025	1,1	0,028
	Утеплювач δ = 100 мм, γ = 50 кг/м3; d×ρ / 100 = 0,10·50 / 100	0,05	1,0	0,05	1,2	0,06
	Притискнi грати	0,025	1,0	0,025	1,2	0,028
	Пароiзоляцiя	0,01	1,0	0,01	1,2	0,012
	Разом	gk = 0,431		ge =0,431		gm =0,497
	Разом з врахуванням коеф. надійності за відповідальністю gne =0,975 та gnm =1,1			ge×gne = 0,420		gm×gnm = 0,547
	Змінне:
	Снігове для 5-го району S0 =1,6 кН/м2 Термін експлуатації – 50 років	S0 =1,60	0,49 при h = 0,02	Sе =0,784	1,0	Sm =1,60
	Разом з врахуванням коеф. надійності за відповідальністю gne =0,975 та gnm =1,1			Se×gne = 0,764		Sm×gnm = 1,76

Покриття по трикутних металеводерев'яних фермах

Запроектувати утеплене покриття будівлі виробничої майстерні прольотом L=21 м, крок поперечних рам B=6 м, район будівниц­тва - Київська область. Матеріали несучих конструкцій: пиломатеріа­ли другого сорту із сосни вологістю 12%, сталь марки С245. Виго­товлення ферм плит покриття заводське. При виготовленні ферм слід передбачити утворення будівельного підйому

Вихідніданнідляпроектування. Район будівництва – Київська область. Крок несучих конструкцій будівлі В = 6 м. Клас відповідальності будівлі – СС 2 , коефіцієнт надійності γ_n = 1,1 , клас умов експлуатації будівлі - 2 , коефіцієнт k_mod= 0.8 для постійного навантаження та k_mod= 1.05 для снігового навантаження

Конструктивна схема покриття. При висоті ферми в середині про­льоту Н = 4,6 м маємо і кут ухилу спаду до горизонту

Такий кут ухилу дозволяє робити кровлю з руберойду, тому приймаємо для даху клеєфанерні плити.

Ферми покриття спираються на клеєдошані колони прямокутного пе­рерізу. Розробка просторової схеми будівлі розглянута , а її приклад показа­ний.

Сумарне навантаження на 1 пог. метр довжини ферми

= 8.59 кН/м

= 14.43 кН/м

1) від власної ваги плит покриття

кH/м²

q_e= кН/м

кH/м²

q_m= кН/м

2) згідно з даними табл. 28,при приймаємо дві схеми снігового навантаження:

µ =1 при α ≤ 25

схема 1 - рівномірно розподілене на всьому прольоті інтенсив­ністю:

S_e=0,84/1,5=0,784 кН/м²

q_e=0,784 =5,135 кН/м

S_m=1,2/1,5=1,6 кН/м²

q_m=1,6 =10,48 кН/м

схема 2 – при 20 ≤α ≤ 30 рівномірно розподілене на пів прольотах з інтенсивністю:

на одному пів прольоті

кН/м²

кН/м²

q_e=0,588 =3,851 кН/м

q_m=1,2 =7,86 кН/м

на другому прольоті

кН/м²

кН/м²

q_e=0,98 =6,419 кН/м

q_m=2 =13,1 кН/м

З) від власної ваги ферм і зв'язків жорсткості за формулою

кН/м²

де 3,5 - коефіцієнт власної ваги ферми

кН/м²,

кН/м²,

4)Розрахунок вітрового навантаження

– коефіцієнт надійності Т=50 років ,

W₀ – характеристичне значення вітрового тиску (додаток Е)

W₀=370 Па=370

C=C_aerC_hC_altC_relC_dirC_d

C_h – коефіцієнт висоти споруди

При 5 м. C_h=0.6

При 9.6 м. C_h=0.968 (інтерполяція)

C_alt=1 (коефіцієнт географічної висоти)

C_rel =1 (коефіцієнт рельєфу)

C_dir=1 (коефіцієнт напрямку)

C_d=1 (динамічний коефіцієнт)

1)W_m1= W₀C_hC_aerC_altC_relC_dirC_d=1

2) W_m2= W₀C_hC_aerC_altC_relC_dirC_d=1

3) W_m3= W₀C_hC_aerC_altC_relC_dirC_d=1

4) W_m4= W₀C_hC_aerC_altC_relC_dirC_d=1

Збір навантаження і визначення q

q₁= W_m1 B=

q₂= W_m2 B=

q₃= W_m3 B=

q₄= W_m4 B=

Розрахунок навантажень:

1)Власна вага плит покриття:

Епюри внутрішніх зусиль

а)Епюра поздовжніх сил (Кн)

б)Епюра моментів (кНм)

в)Епюра поперечних сил (кН)

2)Сніг за 1 схемою

Епюри внутрішніх зусиль

а)Епюра поздовжніх сил (кН)

б)Епюра моментів (кНм)

в)Епюра поперечних сил (кН)

3)Сніг за 2 схемою:

Епюри внутрішніх зусиль

а)Епюра поздовжніх сил (кН)

б)Епюра моментів (кНм)

в)Епюра поперечних сил (кН)

4)Вітрове навантаження:

Епюри внутрішніх зусиль

а)Епюра поздовжніх сил (кН)

б)Епюра моментів (кНм)

в)Епюра поперечних сил (кН)

Розрахункові зусилля в стержнях від дії зовнішнього навантаження

1)Власна вага плит покриття

		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
		61.275	0.000	0.000
		61.275	0.000	0.000
		61.275	0.000	0.000
		40.393	0.000	0.000
		40.393	0.000	0.000
		40.393	0.000	0.000
		40.393	0.000	0.000
		40.393	0.000	0.000
		40.393	0.000	0.000
		61.275	0.000	0.000
		61.275	0.000	0.000
		61.275	0.000	0.000
		- 16.758	0.000	0.000
		- 16.758	0.000	0.000
		- 16.758	0.000	0.000
		- 16.758	0.000	0.000
		- 16.758	0.000	0.000
		- 16.758	0.000	0.000
		- 72.063	0.000	8.379
		- 68.392	12.007	0.000
		- 64.721	0.000	- 8.379
		- 64.725	0.000	8.379
		- 61.054	12.007	0.000
		- 57.383	0.000	- 8.379
		- 57.383	0.000	8.379
		- 61.054	12.007	0.000
		- 64.725	0.000	- 8.379
		- 64.721	0.000	8.379
		- 68.392	12.007	0.000
		- 72.063	0.000	- 8.379
		- 36.592	- 6.846	1.369
		- 36.592	- 3.423	1.369
		- 36.592	0.000	1.369
		- 36.592	6.846	- 1.369
		- 36.592	3.423	- 1.369
		- 36.592	0.000	- 1.369
		20.885	0.000	0.000
		20.885	0.000	0.000
		20.885	0.000	0.000
		20.885	0.000	0.000
		20.885	0.000	0.000
		20.885	0.000	0.000

2)Сніг за 1 схемою

		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
		197.283	0.000	0.000
		197.283	0.000	0.000
		197.283	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		197.283	0.000	0.000
		197.283	0.000	0.000
		197.283	0.000	0.000
		- 53.956	0.000	0.000
		- 53.956	0.000	0.000
		- 53.956	0.000	0.000
		- 53.956	0.000	0.000
		- 53.956	0.000	0.000
		- 53.956	0.000	0.000
		-232.02	0.000	26.978
		-220.20	38.658	0.000
		-208.38	0.000	- 26.978
		-208.39	0.000	26.978
		-196.57	38.658	0.000
		-184.75	0.000	- 26.978
		-184.75	0.000	26.978
		-196.57	38.658	0.000
		-208.39	0.000	- 26.978
		-208.38	0.000	26.978
		-220.20	38.658	0.000
		-232.02	0.000	- 26.978
		-117.81	- 22.043	4.409
		-117.81	- 11.022	4.409
		-117.81	0.000	4.409
		-117.81	22.043	- 4.409
		-117.81	11.022	- 4.409
		-117.81	0.000	- 4.409
		67.242	0.000	0.000
		67.242	0.000	0.000
		67.242	0.000	0.000
		67.242	0.000	0.000
		67.242	0.000	0.000
		67.242	0.000	0.000

3)Сніг за 2 схемою

		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
		180.476	0.000	0.000
		180.476	0.000	0.000
		180.476	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		130.053	0.000	0.000
		214.091	0.000	0.000
		214.091	0.000	0.000
		214.091	0.000	0.000
		- 40.467	0.000	0.000
		- 40.467	0.000	0.000
		- 40.467	0.000	0.000
		- 67.445	0.000	0.000
		- 67.445	0.000	0.000
		- 67.445	0.000	0.000
		-210.71	0.000	20.234
		-201.85	28.993	0.000
		-192.98	0.000	- 20.234
		-192.99	0.000	20.234
		-184.13	28.993	0.000
		-175.26	0.000	- 20.234
		-194.24	0.000	33.723
		-209.02	48.322	0.000
		-223.79	0.000	- 33.723
		-223.77	0.000	33.723
		-238.55	48.322	0.000
		-253.32	0.000	- 33.723
		-103.09	- 22.043	4.409
		-103.09	- 11.022	4.409
		-103.09	0.000	4.409
		-132.54	22.043	- 4.409
		-132.54	11.022	- 4.409
		-132.54	0.000	- 4.409
		50.431	0.000	0.000
		50.431	0.000	0.000
		50.431	0.000	0.000
		84.052	0.000	0.000
		84.052	0.000	0.000
		84.052	0.000	0.000

4)Вітер

		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
		- 15.644	0.000	0.000
		- 15.644	0.000	0.000
		- 15.644	0.000	0.000
		- 11.552	0.000	0.000
		- 11.552	0.000	0.000
		- 11.552	0.000	0.000
		- 11.552	0.000	0.000
		- 11.552	0.000	0.000
		- 11.552	0.000	0.000
		- 19.130	0.000	0.000
		- 19.130	0.000	0.000
		- 19.130	0.000	0.000
		3.285	0.000	0.000
		3.285	0.000	0.000
		3.285	0.000	0.000
		6.082	0.000	0.000
		6.082	0.000	0.000
		6.082	0.000	0.000
		17.931	0.000	- 1.642
		17.211	- 2.353	0.000
		16.492	0.000	1.642
		16.492	0.000	- 1.642
		15.773	- 2.353	0.000
		15.053	0.000	1.642
		17.021	0.000	- 3.041
		18.354	- 4.358	0.000
		19.686	0.000	3.041
		19.685	0.000	- 3.041
		21.017	- 4.358	0.000
		22.349	0.000	3.041
		8.699	14.967	- 5.867
		8.699	3.892	- 2.993
		8.699	0.000	- 0.120
		11.754	10.174	- 4.190
		11.754	2.393	- 2.035
		11.754	0.000	0.120
		- 4.094	0.000	0.000
		- 4.094	0.000	0.000
		- 4.094	0.000	0.000
		- 7.580	0.000	0.000
		- 7.580	0.000	0.000
		- 7.580	0.000	0.000

Всі розрахунки здійснюються згідно з ДСТУ Б В.2.6-184:2012 «Проектування будівельних конструкцій з цільної та клеєної деревини» і містять посилання на даний нормативний документ.

Розрахунок колони

Геометричні характеристики:

А=bxh=14х48=672 см²=0,0672 м²

W= см³=0,005376 м³

Розрахункові характеристики клеєної деревини: другого сорту, згинанню, стискуванню, зминанню вздовж волокон

Розрахункові опори визначаємо окремо для дії вітрового, снігового і постійного навантаження.

Визначаємо базовий розрахунковий опір клеєної деревини

Колону приймаємо із деревини 2 сорту з розмірами перерізу b=14 см і h=48 см

=15 МПа

Коефіцієнт k_mod приймаємо в залежності від типу навантаження

k_mod=0,8 – постійне

k_mod=1,05 – сніг(короткочасне)

k_mod=1,2 – вітер(короткочасне)

k_g – залежить від строку експлатації конструкції

Приймаємо k_g=1

k_h – залежить від висоти перерізу

Приймаємо k_h=1

K_lam­ – залежить від товщини шару клеєної конструкцій(приймаємо 12 дошок товщиною 40 мм)

Провівши інтерполяцію, приймаємо k_lam=0.96

Виконуємо обчислення розрахункових опорів для всіх типів навантажень

1)Постійне

МПа

2)Сніг(короткочасне)

МПа

3)Вітер(короткочасне)

МПа

Виконуємо перевірку міцності:

Визначення напружень від дії кожного навантаження

За даними розрахунку можна зробити висновок що колона витримає спричинене на неї навантаження і матиме достатній запас стійкості.