Расчет и конструирование клеефанерной балки

С ПЛОСКОЙ СТЕНКОЙ

Пример расчета клеефанерной балки с плоской стенкой.

Разработать несущую конструкцию покрытия размерами в плане 12х52 м. Район постройки VI.

Нагрузки приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Нагрузки на покрытие

Вид нагрузки	Коэфф. перегрузки	Нагрузки
единичные, кН/м2	на 1 м балки, кН/м
норматив- ная	расчет- ная	норматив- ная	расчет- ная
Постоянная нагрузка Утепленная клеефанерная панель	-	0,440	0,507	2,640	3,043
Снеговая нагрузка	1/0,7	1,680	2,400	10,080	14,400
Полная нагрузка	-	2,120	2,907	12,720	17,443

Конструктивное решение балки.

Принимаем балку покрытия двухскатной, трапециевидного очертания. Высота клеефанерной балки в середине пролета назначается по условиям экономичности и жесткости в пределах 1/7 до 1/9 от длины, а на опорах – в пределах от 1/12 до 1/15 от длины (l) – по условию прочности фанерной стенки на срез.

Принимаем полную высоту балки h в середине пролета и на опорах h₀ при учете уклона кровли i = 0,1:

Принимаем для стенки балки березовую фанеру марки ФСБ сорта В/ВВ (ГОСТ 3916.1-96) с размерами листов 1525х1525 мм. Стенку балки составляем с наибольшей высотой h=1500 мм и длиной l=12000 мм. Конструкция клеефанерной балки обладает повышенной боковой жесткостью и жесткостью при кручении.

Определение расчетных усилий.

Наиболее опасное при изгибе двухскатных балок коробчатого и двутаврового профиля сечение балки находится от опор на расстоянии:

где

,

где =0,1, т.к. уклон кровли принимаем i = 0,1;

h'₀ – расстояние между центрами сечений поясов на опорах балки.

Расчетный изгибающий момент в опасном сечении и наибольшая поперечная сила на опоре балки:

Подбор сечений элементов балки.

В предварительном расчете элементов сечения требуемую суммарную толщину фанерных стенок балки определяем из условия прочности их на срез по формуле:

где Q – расчетная поперечная сила балки на опоре,

k – коэффициент плеча внутренней пары сил в выражении (h_i – полная высота балки в i-том сечении), примерные значения которого равны 0.75-0.8 – в опорных и 0.8-0.85 – в пролетных сечениях балки,

R_ф.ср – расчетное сопротивление срезу семислойной фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной от 8 мм поперек волокон наружных слоев по таблице 10 [1].

Предварительно требуемую площадь одного пояса двухскатной клеефанерной балки определим по приближенной формуле:

где М и h – расчетный изгибающий момент и полная высота сечения балки в середине пролета,

k – коэффициент приведения усилия к расчетному сечению балки.

Проектирование балки.

Принимаем сечения обоих поясов одинаковыми и постоянными по длине балки и составляем их из 4-х вертикальных слоев досок. Наружные слои выполнены из досок 145х55 мм, а внутренние, примыкающие к фанерной стенке, – из двух досок 70х40 мм в каждом слое с зазором между досками 5 мм для снижения дополнительных внутренних напряжений в клеевом шве вследствие большей поперечной усушки досок поясов по сравнению с фанерной стенкой.

Площадь принятого сечения одного пояса:

Верхний сжатый пояс проектируем с одним cтыком досок впритык в середине пролета. Этот стык перекрывается парным дощатыми накладками для повышения боковой жесткости. Стыковые накладки сечением 200х75 мм и длиной 600 мм крепятся с каждой стороны стыка четырьмя болтами d=16 мм длиной 360 мм.

Доски нижнего пояса соединяются по длине зубчатыми стыками, располагаемыми вразбежку, причем в одном сечении допускаются не более одного стыка, расстояние между стыками принимается не менее 300 мм.

Стенка балки проектируется их 2-х листов семислойной березовой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной 9 мм с расположением волокон наружных слоев шпонов перпендикулярно к оси нижнего пояса балки. Листы фанеры соединяются по длине балки встык и перекрываются накладками шириной 150 мм по всей высоте стенки.

Рисунок 16. Клеефанерная балка с плоской стенкой.