Расчет соединений обшивок с каркасом.

Расчетное усилие T_s, которое может быть воспринято одним элементом соединения, определяется из следующих условий:

а) смятие древесины каркаса

,

где δ – толщина обшивки;

R _c^н = 13 МПа – сопротивление древесины 2 сорта смятию [1];

,

где E_s – модуль упругости материала элемента соединения;

d – диаметр элемента соединения.

В качестве крепежных элементов используем оцинкованные стальные шурупы диаметром d=5 мм и длиной 40 мм с потайной головкой:

расчетное усилие, которое может быть воспринято одним элементом соединения:

б) смятие асбестоцементных обшивок

,

где R_р – расчетное сопротивление листового асбестоцемента смятию;

T_s = = 0,486кН;

в) срез элемента соединения

,

где R_bs – расчетное сопротивление материала элемента соединения срезу,

T_s = = 2,944 кН.

В расчет принимаем наименьшее значение, т.е. T_s = 0,486 кгс.

Проверку соединения обшивок с каркасом производят по условию:

,

где Т_s – наименьшее из трех полученных ранее значений;

n_с – число принимаемых срезов элементов соединения в каждом шве на рассматриваемом участке с однозначной эпюрой поперечных сил,

Расчет прогибов.

При расчете асбестоцементных плит по предельным состояниям второй группы определяют максимальный относительный прогиб плиты по формуле:

_;

где – максимальный относительный прогиб балки, определяемый по таб. 19, СНиП 2.01.07-85.

что в пределах допустимого.

Прогибы асбестоцементных обшивок каркасных плит проверяют по формуле:

,

где ν = 0,2 – коэффициент поперечной деформации асбестоцемента (коэффициент Пуассона);

l_o – расстояние между продольными ребрами (рисунок 1);

A – зависит от количества продольных прогонов.

Проверяем прогибы асбестоцементных обшивок

- в верхней обшивке:

где q^н1 – нормативная нагрузка, воспринимаемая асбоцементной верхней обшивкой, q^н1 = 0,09+0,175+1,26 = 1,525кН/м²; при ширине полосы в 1 см – q^н1 = = 0,0152 кН/м;

– коэффициент максимального прогиба в крайнем пролете трехпролетной балки (по числу шагов между продольными ребрами).

Если в запас прочности принять расчетную схему верхней обшивки как однопролетную балку пролетом l₀ = 463 мм то коэффициент А = 5 вместо 2,5 и относительный прогиб будет равен f/l= 1/692 , что тоже намного меньше предельного значения;

- в нижней обшивке:

где q^н1 = 0,14+0,013+0,074 = 0,227 кН/м²; при ширине полосы в 1 см – q^н1 = 0,0023 кН/м.

6. Расчет компенсатора.

При неравномерно приложенной нагрузке может произойти смещение продольных кромок плит относительно друг друга. Для предотвращения повреждения рулонного ковра продольные кромки стыкуются в четверть и сшиваются гвоздями. Для предупреждения разрыва рулонного ковра и над стыками плит в местах их опирания на несущие конструкции опорные стыки плит необходимо устраивать с компенсаторами в виде отрезков стеклопластиковых волнистых листов толщиной 5 мм при волне 50х167 мм. Отрезки листов прибиваются к опорным вкладышам и сверху покрываются рулонным ковром. Такие компенсаторы создают каналы, необходимые для вентиляции внутреннего пространства покрытия.

Рисунок 6. Схема поворота опорных сечений

Над опорой плиты может произойти поворот торцовых кромок (рисунок 6) и раскрытие шва шириной:

а_ш =2 h_оп tg θ

где h_оп – высота плиты на опоре;

θ – угол поворота опорной грани плиты, определяемый по формуле:

tg θ = _,

где p_расч. = МПа- полная расчетная нагрузка на плиту;

– ширина плиты, равная 150 см.

Тогда:

а_ш = = 0,852 см.

Компенсатор должен допускать указанные перемещения опорных частей плиты, работая в пределах упругости материала.

Расчет компенсатора в виде отрезков полиэфирных стеклопластиковых волнистых листов толщиной 2,5 мм при волне 50x167 мм (рисунок 7) произведем при а_ш = 8,52 мм. На этом же рисунке показана схема деформации компенсатора.

Рисунок 7. Расчетная схема компенсатора

Перемещение конца компенсатора при изгибе плиты:

,

где pr³ – изгибающий момент в компенсаторе при его деформировании, определяемый через напряжение

_.

Произведем проверку нормальных напряжений:

_,

где Е_ст.и – модуль упругости полиэфирного стеклопластика равный 3000 МПа;

R_cт.и – расчетное сопротивление полиэфирного стеклопластика при изгибе равное 15 МПа.