Расчет и конструирование клееной дощатой армированной балки
Пример расчета клееной дощатой двускатной армированной балки с одиночной арматурой.
Требуется запроектировать клееную дощатую двухскатную армированную балку покрытия для складского здания. Размеры здания в плане 12х52 м. Уклон кровли 0,08. Склад расположен в VI снеговом районе. Лесоматериал – березовая строительная фанера, сосновые доски и бруски. Для армирования применяется горячекатанная арматура периодического профиля из стали класса А300. Соединения – клеевые, заводского изготовления. Конструкции относятся к группе АI.
Нагрузки на покрытие сведены в таблицу 4.
Таблица 4 - Нагрузки на покрытие
Вид нагрузки | Коэф- фициент перегруз-ки | Нагрузки | |||
Единичные, кН/м² | На 1м балки, кН/м | ||||
Норма- тивная | Рас- четная | Норма- тивная | Рас- четная | ||
Постоянная нагрузка: утепленная клеефанерная плита | - | 0,440 | 0,507 | 2,64 | 3,043 |
Снеговая нагрузка | 1/0,7 | 1,680 | 2,400 | 10,08 | 14,40 |
Полная нагрузка | - | 2,120 | 2,907 | 12,72 | 17,443 |
С целью уменьшения габаритных размеров балок по высоте применяем армирование. Армирование может быть одиночным с расположением арматуры в растянутой зоне и двойным с расположением арматуры в растянутой и сжатой зонах. Для армирования применяется горячекатанная арматура периодического профиля из стали класса А300-А400 в количестве 1,5-4% от площади поперечного сечения балки.
Двускатную балку покрытия проектируем прямоугольного сечения из пакета уложенных плашмя остроганных по пластям досок, склеенных фенольным водостойким клеем.
Принимаем по всей длине балки два стержня d = 40 мм с Fа = 25,12 см².
Для укладки арматуры в двух крайних досках выбираются пазы шириной 42 мм, глубиной 21 мм. В пазы перед запрессовкой пакета заливается эпоксидный клей с наполнителем (древесная мука) и укладывается арматура. Поперечное сечение балки с одиночной арматурой показано на рисунке 15.
Т.к. – коэффициент армирования сечения
,
то приняв коэффициент армирования 1,5% найдем площадь сечения балки:
Принимаем для балки по сортаменту доски 180х50 мм, которые после четырехсторонней острожки будут иметь размеры 175х44 мм.
Найдем высоту балки в середине пролета:
Балка в середине пролета собирается из 22 слоев и имеет высоту 22∙4,4=96,8 см, а на концах – из 12 слоев со стеской на концах до высоты 49 см, что бы обеспечить заданный уклон кровли 0,08.
Проверяем принятое сечение:
-по максимальным нормальным напряжениям в расчетном сечении на расстоянии от опоры. При hx=49+300∙0,08=73 см,
где n - отношение модулей упругости материалов:
.
Расчетные изгибающие момент в опасном сечении и поперечная сила на опоре балки:
где mб – коэффициент условия работы учитывает влияние размеров поперечного сечения (таб. 7, СНиП II-25-80).
-по прочности клеевого шва на скалывание на опоре:
где Sпр.оп. – статический момент опорного сечения относительно нижней грани,
Iпр.оп. – момент инерции опорного сечения:
kск=0,6 – коэффициент к расчетной ширине клеевого шва;
-по жесткости:
где Iпр – момент инерции сечения балки в середине пролета:
kсеч – коэффициент, учитывающий переменность сечения балки по длине:
– максимальный относительный прогиб балки, определяемый по таб. 19, СНиП 2.01.07-85.
Принятые сечения балок в пролете и на опорах удовлетворяют требованиям прочности, жесткости и устойчивости, так как
=
=5,5<8,5.
![]() | |||
![]() |
Рисунок 15. Поперечные сечения клеедощатых армированных балок
с одиночной арматурой ( а – на опоре; б – в середине пролета).