м
Компоновка плиты
Плиты покрытия
укладываются непосредственно по несущим конструкциям, длина плиты равна шагу
несущих конструкций – 3,0 м.
Ширина плиты принимается –
1,5 м.
Фанера на смоляном
фенолформальдегидном клее по ГОСТ 3916 марки ФСФ. Листы берем размерами
1500х1500, стыкуя их по длине панели. Обшивки проектируем наименьшей допустимой
толщины: верхнюю из семислойной фанеры толщиной 9 мм, нижнюю из пятислойной толщиной 6 мм
Стыки обшивок выполняем
впритык с накладками.
Высота плиты h
Каркас плит состоит из
продольных и поперечных ребер.
Ребра принимаем из ели 2-го
сорта.
По сортаменту принимаем
доски 50х150 мм.
После острожки кромок
размеры ребер 50х144 мм.
Шаг продольных ребер
конструктивно назначаем 48 см.
Учитывая размеры стандартных
асбестоцементных листов ставим в плите два поперечных ребра.
На внутреннюю обшивку,
изнутри, нанести окрасочную пароизоляцию из битумно-резиновой мастики.
Вентиляция в плитах
осуществляется вдоль и поперек плит через вентиляционные отверстия в ребрах.
Теплотехнический
расчет плиты
Место строительства: г. Архангельск
Температура наиболее
холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92:
text=-31°С;
Средняя температура
наружного воздуха отопительного периода:
tht=-4,4°С;
Продолжительность
отопительного периода со среднесуточной темпера-турой ≤8°С: zht=253 суток;
Расчетная средняя
температура внутреннего воздуха: tint=+12°С;
Зона влажности: 1 (влажная);
Влажностный режим
помещений: нормальный (75%);
Условия эксплуатации: Б
(нормальный);
Табл. 2 Расчетные
формулы, а также значения величин и коэффициентов приняты по СНиП 23-02-2003 Тепловая
защита зданий [2].
Наименование слоя
|
|
|
|
|
Рулонный ковёр (2 слоя рубероида)
|
600
|
0,010
|
0,17
|
0,059
|
Фанера ФСФ (ГОСТ 3916-69)
|
700
|
0,009
|
0,18
|
0,050
|
Пенопласт ФРП-1 (ГОСТ 20916-75)
|
75
|
Х
|
0,04
|
|
Фанера ФСФ (ГОСТ 3916-69)
|
700
|
0,006
|
0,18
|
0,033
|
Принимаем толщину
утеплителя согласно ГОСТ 20916 - 100 мм.
Сбор нагрузок на плиту (кН/м2)
Табл. 3 Сбор нагрузок выполняем в табличной форме в соответствии со СНиП
2.01.07-85* Нагрузки и воздействия [1]:
N
п/п
|
Наименование
нагрузки
|
Единицы
измерения
|
Нормативная
нагрузка
|
gf
|
Расчетная
нагрузка
|
I
|
Постоянные:
|
|
|
|
|
1
|
Кровля 2 слоя рубероида
|
кН/м2
|
0,100
|
1,3
|
0,130
|
2
|
Собственный вес продольных ребер:
|
кН/м2
|
0,088
|
1,1
|
0,097
|
3
|
Собственный вес поперечных ребер:
|
кН/м2
|
0,019
|
1,1
|
0,021
|
4
|
Верхняя и нижняя обшивки из фанеры
|
кН/м2
|
0,098
|
1,1
|
0,108
|
5
|
Утеплитель: Пенопласт ФРП-1
|
кН/м2
|
0,075
|
1,2
|
0,090
|
ИТОГО: qпокр
|
кН/м2
|
0,380
|
|
0,446
|
II
|
Временные:
|
кН/м2
|
3,797
|
|
5,424
|
6
|
Снеговая
|
7
|
Ветровая кН/м2
|
кН/м2
|
0,186
|
1,4
|
0,260
|
ВСЕГО q
|
кН/м2
|
4,363
|
|
6,130
|
Снеговая нагрузка
Полное расчетное значение
снеговой нагрузки S на горизонтальную проекцию покрытия определяем по формуле
Sg=2,4 кН/м2 – расчетное
значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности
земли (г Архангельск – IV
снеговой район);
Схему распределения
снеговой нагрузки и значения коэффициента m принимаем в соответствии с приложением 3 СНиП Нагрузки и
воздействия [1], при этом промежуточные значения коэффициента m определяем линейной интерполяцией.
Рис. 2 Схема распределения снеговой
нагрузки
Для покрытий в виде
стрельчатых арок
m1 = cos 1,8a;
m2 = 2,4 sin 1,4a,
где a — уклон покрытия, град
Табл. 4 Коэффициенты m
Номер сечения
|
a, град
|
m1
|
m2
|
4
|
50 о0’
|
0
|
2,26
|
5
|
41 о4’
|
0,28
|
2,02
|
6
|
30 о30’
|
0,58
|
1,63
|
Ветровая нагрузка
Нормативное значение
средней составляющей ветровой нагрузки wm на высоте z над поверхностью земли
w0= 0,30 кН/м2 – нормативное значение
ветрового давления;
(г. Архангельск – II ветровой район)
k– коэффициент, учитывающий изменение
ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности;
(местность тип В –
городские территории, лесные массивы и другие местности равномерно покрытые
препятствиями)
Табл. 5 Коэффициент k
Высота z, м
|
£ 5
|
10
|
20
|
40
|
Коэффициент k
|
0,5
|
0,65
|
0,85
|
1,1
|
|
0
|
0,03
|
0,02
|
0,0125
|
сe - аэродинамический коэффициент
внешнего давления, принимаем по обязательному приложению 4 СНиП Нагрузки и
воздействия [1], где стрелками показано направление ветра. Знак "плюс"
у коэффициентов сe соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность,
знак "минус" — от поверхности. Промежуточные значения нагрузок
следует определять линейной интерполяцией.
gf – коэффициент надежности по
нагрузке. gf = 1,4
Согласно
приложению 4 СНиП [1] ветровую нагрузку для здания со сводчатым очертанием
покрытия находим значения коэффициентов се на двух участках
1
участок - ;
2
участок -
На
каждом участке находим средний коэффициент:
- протяженность участка с
однозначной эпюрой на определенном участке.
-
тангенс угла наклона эпюры ветрового давления на участке с однозначной эпюрой.
;
;
;
;
Расчетные значения
ветровой нагрузки
;
;
;
;
;
;
;
Рис. 3 Схема аэродинамических
коэффициентов и коэффициентов k.
Статический расчет
плиты покрытия
Фанерные панели рассчитываются только на воздействия нагрузок как плиты,
свободно лежащие на двух опорах, и как элементы цельного коробчатого сечения,
приведенного к наиболее напряженному материалу – фанере.
Рис.4 Поперечное сечение плиты
Ширина площадки опирания на верхний пояс несущей конструкции 8 см, расчетный пролет плиты: .
Плита рассчитывается как балка на 2-х опорах.
Равномерно распределенная нормативная нагрузка равна = 4,363·1,5 = 6,545 кН/м;
Равномерно распределенная расчетная нагрузка равна = 6,130·1,5 = 9,195 кН/м;
Расчетный изгибаемый момент: ;
Поперечная сила: ;
Определение
геометрических характеристик расчетного сечения плиты
Расчет конструкции плиты выполняем по методу приведенного поперечного
сечения в соответствии с п.4.23 СНиП II-25-80 Деревянные
конструкции [3].
Приведенная ширина панели
=
0,9·3·bo+4·bp= 0,9·129 + 20= 136,1 см;
где = 3·43= 129 см – суммарная ширина фанерных полок,
=
4·5 =20 см – суммарная ширина ребер
панели,
Площадь поперечных
сечений:
- верхней полки 0,9·136,1=
122,49 см2;
- нижней полки 0,6136,1= 81,66 см2;
Отношение модуля
упругости материалов полок и ребер
;
;
Площадь сечения панели,
приведенная к материалу и ширине верхней полки
=
81,66·1,12+122,49+288·1,18= 553,79 см2;
Расстояние от нижней
грани панели до центра тяжести приведенного сечения
см;
Расстояние от верхней
грани панели до центра тяжести приведенного сечения h - yo= 15,9 - 8,25 = 7,65 см.
Приведенный момент
инерции (собственными моментами инерции фанерных полок пренебрегаем):
=122,49·(7,65-0,45)2+81,66·1,12·(8,25-0,3)2+(5·14,43/12)·1,18++288·1,18·(8,25-0,6-14,4/2)2=18070
см4;
Приведенные моменты
сопротивления
см3; см3;
Напряжения и прогибы
- в нижней полке
,
=1,35
кН/см2 – расчетное сопротивление фанеры на растяжение, табл. 10 СНиП
II-25-80 Деревянные конструкции [3];
=0,6
– наличие стыков фанерных листов по длине панели.
.
- напряжения скалывания в
клеевых швах между шпонами фанеры
,
=0,06
кН/см2– расчетное сопротивление скалыванию клеевых швов между
шпонами фанеры, табл. 10 СНиП II-25-80
Деревянные конструкции [3];
.
- устойчивость верхней
сжатой полки
,
,
=1,0
кН/см2 – расчетное сопротивление фанеры сжатию, табл. 10
СНиП II-25-80 Деревянные конструкции [3];
.
- Проверка верхней полки
панели на местный изгиб от действия сосредоточенной силы Р=1,0·1,2=1,2 кН. Фанерную полку рассчитываем как пластинку,
защемленную в местах приклейки к ребрам.
Груз Р считаем
распределенным на ширину 100 см.
;
;
=0,5 кН/см2 – расчетное
сопротивление фанеры на изгиб поперек волокон рубашки, табл. 10 СНиП II-25-80 Деревянные конструкции [3];
.
- прогиб панели от
нормативной нагрузки
;
Проверка панели на
жесткость
;
;
.
Вывод: Подобранное сечение удовлетворяет
условиям прочности и жесткости.
Расчет арки
Зерносклад пролетом 60 м представляет собой стрельчатую арку. Геометрическая схема – трехшарнирная статически определимая
арка.
Сбор нагрузок на несущие
элементы арки
Несущий элемент арки –
клееная деревянная балка прямоугольного сечения.
Шаг арок – 3 м.
Ширина сбора нагрузок – 3 м.
Постоянные нагрузки
Нормативная нагрузка от
собственной массы несущей конструкции вычисляется приблизительно по эмпирической
формуле:
кН/м2;
kсм= 3 –
коэффициент собственной массы конструкции;
кН/м2
– нормативная нагрузка от массы покрытия;
кН/м2
– нормативная снеговая нагрузка;
кН/м2;
Сосредоточенный груз от
тельфера Pн=30 кН, P=30·1,2=36 кН
Подсчет нагрузки сводим в
табл.6.
Табл. 6 Нагрузка на арку
Вид нагрузки
|
Постоянная,
кН/м
|
Снеговая,
кН/м
|
От тельфера,
кН
|
Ветровая,
кН/м
|
Нормативная
|
(0,38+0,917)·3=
=3,891
|
2,4·3·0,7·μ=5,04·μ
|
30
|
0,3·3·k·c=
=0,9·k·c
|
Расчетная
|
(0,446+1,01)·3=
=4,368
|
2,4·3·μ=7,2·μ
|
36
|
0,3·3·1,4·k·c=
=1,26·k·c
|
Рис.5 Схема арки
Рис.6 Эпюра продольных
сил (постоянная нагрузка)
Рис.7 Эпюра продольных сил (Снеговая
нагрузка – 1 вар.)
Рис.8 Эпюра продольных сил (Снеговая
нагрузка – 2 вар.)
Рис.9 Эпюра продольных сил (от тельфера)
Расчет сочетаний нагрузок
Расчет сочетаний усилий
производим по правилам строительной механики на ЭВМ с использованием расчетного
комплекса "Лира Windows
9.0"
Сочетание нагрузок
Табл. 7 РСУ
№ элем
|
№ сечен
|
Тип РСУ
|
Критерий
|
N (кН)
|
My (кН*м)
|
Qz (кН)
|
№№ загруж
|
1
|
1
|
2
|
2
|
-524.941
|
0.000
|
-30.111
|
1 3 4
|
1
|
1
|
1
|
13
|
-203.200
|
0.000
|
21.777
|
1 5
|
1
|
2
|
1
|
1
|
-159.520
|
124.537
|
1.783
|
1 5
|
1
|
2
|
2
|
2
|
-481.261
|
-397.526
|
-45.093
|
1 3 4
|
1
|
2
|
2
|
5
|
-481.261
|
-397.526
|
-45.093
|
1 3 4
|
1
|
2
|
1
|
6
|
-159.520
|
124.537
|
1.783
|
1 5
|
2
|
1
|
1
|
1
|
-156.959
|
124.537
|
28.521
|
1 5
|
2
|
1
|
2
|
2
|
-482.005
|
-397.526
|
36.289
|
1 3 4
|
2
|
1
|
2
|
5
|
-482.005
|
-397.526
|
36.289
|
1 3 4
|
2
|
1
|
1
|
6
|
-156.959
|
124.537
|
28.521
|
1 5
|
2
|
1
|
2
|
13
|
-431.623
|
-208.576
|
43.557
|
1 3 5
|
2
|
2
|
1
|
1
|
-113.279
|
270.805
|
-2.835
|
1 5
|
2
|
2
|
2
|
2
|
-438.325
|
-119.798
|
12.483
|
1 3 4
|
2
|
2
|
2
|
5
|
-438.325
|
-119.798
|
12.483
|
1 3 4
|
2
|
2
|
1
|
6
|
-113.279
|
270.805
|
-2.835
|
1 5
|
2
|
2
|
1
|
13
|
-431.458
|
-22.689
|
16.377
|
1 3
|
2
|
2
|
2
|
14
|
-189.993
|
11.145
|
-7.822
|
1 2 4 5
|
3
|
1
|
1
|
1
|
-112.551
|
270.805
|
13.134
|
1 5
|
3
|
1
|
2
|
2
|
-432.207
|
-119.798
|
74.039
|
1 3 4
|
3
|
1
|
2
|
5
|
-432.207
|
-119.798
|
74.039
|
1 3 4
|
3
|
1
|
1
|
6
|
-112.551
|
270.805
|
13.134
|
1 5
|
3
|
1
|
1
|
13
|
-424.860
|
-22.689
|
76.928
|
1 3
|
3
|
2
|
2
|
1
|
-356.925
|
514.200
|
43.471
|
1 3 5
|
3
|
2
|
2
|
6
|
-356.925
|
514.200
|
43.471
|
1 3 5
|
3
|
2
|
1
|
13
|
-399.526
|
465.425
|
58.058
|
1 3
|
3
|
2
|
1
|
14
|
-87.217
|
277.156
|
-11.377
|
1 5
|
3
|
2
|
2
|
18
|
-406.873
|
347.423
|
55.170
|
1 3 4
|
4
|
1
|
2
|
1
|
-347.596
|
514.200
|
91.989
|
1 3 5
|
4
|
1
|
2
|
6
|
-347.596
|
514.200
|
91.989
|
1 3 5
|
4
|
1
|
1
|
13
|
-387.795
|
465.425
|
112.279
|
1 3
|
4
|
1
|
2
|
18
|
-395.469
|
347.423
|
110.425
|
1 3 4
|
4
|
2
|
1
|
1
|
-245.429
|
881.358
|
-27.911
|
1 3
|
4
|
2
|
1
|
6
|
-245.429
|
881.358
|
-27.911
|
1 3
|
4
|
2
|
2
|
14
|
-210.776
|
823.516
|
-28.826
|
1 3 5
|
4
|
2
|
2
|
18
|
-258.649
|
772.727
|
-24.305
|
1 3 4
|
5
|
1
|
1
|
1
|
-246.635
|
881.358
|
13.637
|
1 3
|
5
|
1
|
1
|
6
|
-246.635
|
881.358
|
13.637
|
1 3
|
5
|
1
|
2
|
13
|
-149.980
|
155.731
|
20.816
|
1 2 4
|
5
|
1
|
1
|
14
|
-58.189
|
205.735
|
-5.138
|
1 5
|
5
|
1
|
2
|
18
|
-259.062
|
772.727
|
19.410
|
1 3 4
|
5
|
2
|
2
|
2
|
-141.105
|
0.000
|
-144.214
|
1 3 4
|
5
|
2
|
1
|
14
|
-124.079
|
0.000
|
-156.365
|
1 3
|
6
|
1
|
2
|
2
|
-201.417
|
60.552
|
1 3 4
|
6
|
1
|
1
|
13
|
-187.565
|
0.000
|
68.301
|
1 3
|
6
|
2
|
1
|
1
|
-87.114
|
234.043
|
-1.654
|
1
|
6
|
2
|
2
|
2
|
-257.717
|
-37.742
|
-47.543
|
1 3 4 5
|
6
|
2
|
2
|
5
|
-257.717
|
-37.742
|
-47.543
|
1 3 4 5
|
6
|
2
|
1
|
6
|
-87.114
|
234.043
|
-1.654
|
1
|
6
|
2
|
2
|
18
|
-275.783
|
120.025
|
-42.604
|
1 3 4
|
7
|
1
|
1
|
1
|
-117.608
|
208.699
|
17.993
|
1
|
7
|
1
|
2
|
2
|
-346.192
|
-418.121
|
72.607
|
1 3 4 5
|
7
|
1
|
2
|
5
|
-346.192
|
-418.121
|
72.607
|
1 3 4 5
|
7
|
1
|
1
|
6
|
-117.608
|
208.699
|
17.993
|
1
|
7
|
1
|
1
|
13
|
-353.801
|
-164.335
|
78.805
|
1 3
|
7
|
1
|
2
|
18
|
-363.174
|
-250.848
|
78.624
|
1 3 4
|
7
|
2
|
1
|
1
|
-86.158
|
234.043
|
-12.976
|
1
|
7
|
2
|
2
|
2
|
-262.040
|
-37.742
|
3.656
|
1 3 4 5
|
7
|
2
|
2
|
5
|
-262.040
|
-37.742
|
3.656
|
1 3 4 5
|
7
|
2
|
1
|
6
|
-86.158
|
234.043
|
-12.976
|
1
|
7
|
2
|
2
|
18
|
-279.022
|
120.025
|
-4.242
|
1 3 4
|
8
|
1
|
1
|
1
|
-144.299
|
128.167
|
20.570
|
1
|
8
|
1
|
2
|
2
|
-378.212
|
-652.760
|
40.424
|
1 3 4 5
|
8
|
1
|
2
|
5
|
-378.212
|
-652.760
|
40.424
|
1 3 4 5
|
8
|
1
|
1
|
6
|
-144.299
|
128.167
|
20.570
|
1
|
8
|
1
|
1
|
13
|
-386.598
|
-446.346
|
48.429
|
1 3
|
8
|
1
|
2
|
18
|
-395.858
|
-522.272
|
46.966
|
1 3 4
|
8
|
2
|
1
|
1
|
-118.964
|
208.699
|
1.701
|
1
|
8
|
2
|
2
|
2
|
-352.877
|
-418.121
|
24.464
|
1 3 4 5
|
8
|
2
|
2
|
5
|
-352.877
|
-418.121
|
24.464
|
1 3 4 5
|
8
|
2
|
1
|
6
|
-118.964
|
208.699
|
1.701
|
1
|
8
|
2
|
1
|
13
|
-361.264
|
-164.335
|
29.560
|
1 3
|
8
|
2
|
1
|
14
|
-99.357
|
22.840
|
-2.335
|
1 5
|
8
|
2
|
2
|
18
|
-370.524
|
-250.848
|
28.096
|
1 3 4
|
9
|
1
|
2
|
2
|
-423.817
|
-615.938
|
6.732
|
1 3 4 5
|
9
|
1
|
2
|
5
|
-423.817
|
-615.938
|
6.732
|
1 3 4 5
|
9
|
1
|
1
|
13
|
-189.437
|
-8.077
|
23.866
|
1
|
9
|
1
|
2
|
18
|
-442.208
|
-552.986
|
14.600
|
1 3 4
|
9
|
2
|
1
|
1
|
-145.757
|
128.167
|
0.060
|
1
|
9
|
2
|
2
|
2
|
-380.137
|
-652.760
|
-13.199
|
1 3 4 5
|
9
|
2
|
2
|
5
|
-380.137
|
-652.760
|
-13.199
|
1 3 4 5
|
9
|
2
|
1
|
6
|
-145.757
|
128.167
|
0.060
|
1
|
9
|
2
|
2
|
18
|
-398.528
|
-522.272
|
-9.206
|
1 3 4
|
10
|
1
|
2
|
2
|
-482.069
|
0.000
|
-44.816
|
1 3 4
|
10
|
1
|
1
|
13
|
-234.436
|
0.000
|
6.727
|
1
|
10
|
1
|
2
|
14
|
-462.619
|
0.000
|
-52.055
|
1 3 4 5
|
10
|
2
|
2
|
2
|
-418.939
|
-615.938
|
-64.468
|
1 3 4 5
|
10
|
2
|
2
|
5
|
-615.938
|
-64.468
|
1 3 4 5
|
10
|
2
|
2
|
18
|
-438.389
|
-552.986
|
-59.798
|
1 3 4
|
Список используемой литературы
1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. – М.:ГП ЦПП,
1996.- 44с.
2. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.
3. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции.- М., 1983.
3. СНиП II-23-81. Стальные конструкции: М., 1990.
4. Рохлин И.А., Лукашенко И.А., Айзен А.М. Справочник
конструктора-строителя. Киев, 1963, с. 192.
5. А..В. Калугин. Деревянные конструкции. Учеб. пособие
(конспект лекций).-М.: Издательство АСВ, 2003.-224 с., с илл.