Расчет на прочность растянутой нижней обшивки.

Прочность растянутой фанерной обшивки плит и панелей следует проверять по [1, формула38]:

, (3.16)

где М – расчетный изгибающий момент;

R_ф.р – расчетное сопротивление фанеры растяжению, принимаемое по [1, таблице 10];

m_ф – коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки, принимаемый равным при усовом соединении или с двусторонними накладками: m_ф = 0,6 для фанеры обычной и m_ф = 0,8 для фанеры бакелизированной. При отсутствии стыков m_ф = 1;

W_пр – момент сопротивления поперечного сечения, приведенного к фанере, который следует определять по формуле [3.12.].

Расчет на устойчивость сжатой верхней обшивки.

Устойчивость сжатой обшивки плит и панелей следует проверять по [1, формула 41]:

, (3.17)

где при ³ 50;

при > 50

(а – расстояние между ребрами в свету; d – толщина фанеры).

, (3.18)

где y^в – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхней грани обшивки;

R_ф.с – расчетное сопротивление фанеры сжатию, принимаемое по 1, таблице 10;

Расчет продольных ребер на скалывание.

Проверку на скалывание ребер каркаса плит и панелей следует производить по [1, формула 42]:

, (3.19)

где Q – расчетная поперечная сила;

S_пр – статический момент сдвигаемой части приведенного сечения относительно нейтральной оси, определяемый по формуле (3.11);

R_ск – расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон, определяемое по 1, табл.3;

b_рас – расчетная ширина сечения, которую следует принимать равной суммарной ширине ребер каркаса.

3.6.4. Расчет на скалывание обшивки по шву в месте примыкания ее к продольным ребрам.

Проверку на скалывание обшивки по шву в месте примыкания ее к ребрам следует производить по [1, формула42]:

, (3.20)

где S_пр= F_общ*(y^в - )– статический момент обшивки относительно нейтральной оси;

F_общ – площадь фанерной обшивки;

b_расч – суммарная ширина приклеиваемой части продольных ребер к обшивке;

R_ск.ф – расчетное сопротивление скалыванию фанеры в плоскости листа, определяемое по [1,табл.10];

Расчет по деформациям.

Наибольший прогиб клеефанерной панели определяют [I, формула 50]:

, (3.21)

где f_о – прогиб без учета влияния сдвигающих усилий;

(3.22)

l – пролет панели;

k – коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для панели постоянного сечения;

с – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы и принимаемый по [1, табл. 3 прил. 4].

h - полная высота сечения;

q^н - нормативная нагрузка на панель;

Предельное значение относительного прогиба по [1, табл. 16] принимается

.

Примечание. Если принятое сечение панели не удовлетворяет вышеуказанным предельным состояниям, панель необходимо пересчитать, приняв при этом другие (оптимальные) размеры.

Глава II. Проектирование деревянных прогонов.

Классификация прогонов

Прогоны служат для восприятия нагрузок от дощатых настилов покрытия или обрешётки, или непосредственно от листовой кровли.

В зависимости от перекрываемого пролёта, действующих нагрузок и лесоматериала различают прогоны:

- разрезные, выполненные из досок, брусьев, брёвен;

- консольно-балочные, выполненные из брусьев, брёвен, досок;

- спаренные дощатые неразрезные, выполненные из двух рядов досок, поставленных на ребро.

Разрезные прогоны

Конструирование прогонов

Разрезной прогон представляет собой однопролётную балку покрытия, опираемую на несущие конструкции покрытия.

Разрезные прогоны перекрывают пролёты до 6 м. Более экономичны разрезные прогоны при пролётах до 4 м.

Сечение прогонов назначают в зависимости от нагрузки, перекрываемого пролёта в соответствии с существующим сортаментом на пиломатериал

(ГОСТ 24454-80) и лесоматериал (ГОСТ 9463-88, ГОСТ 8486-86).

Предварительно высоту сечения прогона назначают равной 1/30…1/40 от пролёта. Наиболее выгодным сечением из условия прочности является отношение ширины сечения к высоте b / h = 5 / 7, а из условия жесткости b / h = 7 / 12.

Для ускорения монтажа применяют разрезные прогоны, объединённые скатными связями в монтажный блок (рис. 2.2.).

Шаг прогонов назначается от 0,5 до 1,5 м и зависит от действующих нагрузок на прогон, его пролёта, конструкций кровельного покрытия и ригеля. Например, при применении асбестоцементных волнистых листов обычного профиля шаг прогонов принимается равным 0,5 м; при применении асбестоцементных листов усиленного профиля шаг прогонов принимается равным 1,5 м.

При длине панели верхнего пояса ( 2…3) м прогоны целесообразно размещать по узлам и симметрично между узлами (рис. 2.3,а). При длине панели верхнего пояса до 6,5 м прогоны можно располагать без привязки к узлам ригеля , так как в этом случае при расчёте панели верхнего пояса сосредоточенная нагрузка от прогона может быть заменена эквивалентной равномерно-распределённой нагрузкой интенсивностью

: кгс/м

где Р – сосредоточенная нагрузка, действующая на ригель через прогон;

a – шаг прогонов, м.

Прогоны могут располагаться только по узлам сквозных конструкций, когда их длина панели не превышает 1,5 м или когда по прогонам укладываются стропила (рис. 2.3,б).

Расчёт прогонов.

По расчётной схеме разрезные прогоны представляют собой однопролётную балку (рис. 2.4).

Нагрузками на прогон являются постоянные нагрузки

( настил, кровля, прогон) и снег.

В приложении I приведен пример сбора нагрузок на прогон.

Интенсивность рвномерно-распределённой нагрузки на прогон определяют путём умножения нагрузки (нормативной и расчётной), приходящейся на 1 м² поверхности покрытия, на шаг прогонов:

; (1)

, (2)

где и - соответственно нормативная и расчётные нагрузки, приходящиеся на квадратный метр поверхности покрытия, кН/м² (приложение 2 );

и - соответственно нормативная и расчётные нагрузки, приходящиеся на метр длины прогона, кН/м;

- шаг прогонов, м.

Расчёт прогонов производят в соответствии с СНиП II.25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования.

На прочность прогоны рассчитывают по формуле

, (3)

где - максимальный изгибающий момент, кгс. м;

- момент сопротивления сечения прогона, м³;

b – ширина сечения прогона, м;

h – высота сечения прогона, м;

R_и – расчётное сопротивление древесины, принимаемое по [ I, табл. 3,4,5], Мпа.

Прогибы прогонов определяют по формуле

, (4)

где - максимальный прогиб прогона, определяемый без учёта влияния сдвигающих усилий, м;

E = 10000 Мпа (100000кгс/см²) - расчётный модуль упругости древесины ( I, п. 3.5) ;

- момент инерции сечения прогона, см⁴.

Допустимый прогиб для прогонов принимается [ ] =

Консольно-балочные прогоны

Конструирование прогонов

Консольно-балочные прогоны представляют собой неразрезную многопролётную балку. Их применение целесообразно в случаях действия равномерно-распределённой нагрузки по всей длине прогона.

Стыки консольно-балочных прогонов располагают по два через пролёт, образуя схему со встречным расположением шарниров (рис. 3.1).

Схему с последовательным расположением стыков применять не следует, потому что прогон с шарнирами по этой схеме не обладает «живучестью» и при аварии в одном пролёте разрушается полностью (рис. 3.2).

Из рис. 3.1 видно, что по этой схеме консольно-балочный прогон состоит из удлинённых одноконсольных крайних и двухконсольных средних элементов, а также из коротких вкладышей. В соответствии с сортаментом (ГОСТ 24454-80) длина пиломатериалов ограничена 6,5 м, что не позволяет перекрывать консольно-балочными прогонами пролетами более 4,5 м.

Стык консольно-балочного прогона решается косым прирубом

Во избежание смещений под действием случайных усилий в середине косого прируба, в прогонах из брусьев и брёвен ставят конструктивный болт. Если стык прогона расположен на расстоянии от опор Х=0,15 ( - пролёт прогона), болты не должны быть плотно затянуты, чтобы обеспечить перелом упругой линии, образующейся в шарнире, между консолью и подвесной частью прогона. При расположении стыка на расстоянии от опор Х=0,21 болты плотно затягивают, т.к. упругая линия в шарнире проходит плавно и не имеет перелома.