Проектирование пролета в виде арки из балок (стр. 1 из 3)
1. Исходные данные
Рама с ригелем в виде арки треугольного очертания с затяжкой (арка из балок, Деревягина).
Пролет
Характер теплового режима: отапливаемое здание
Район строительства: г. Енисейск
Снег: 2,24 кН/м2.
α=19,4
2. Расчет клеефанерной панели
Принимаем клеефанерную панель с размерами 5,58´1,38 м. с пятью продольными ребрами, расстояние между которыми составляет 46 см и четырьмя поперечными.
Для облицовки используем водостойкую фанеру dф=0,8 см, hp= 19,2 см.
см (не проходит)Þhp= 19,2 см.Сбор нагрузок на 1 м2 панели
| № п/п | Вид нагрузки | gn, кН/м2 | gm | gp, кН/м2 |
| I | Постоянная нагрузка | |||
| 1 | Асбестоцементные листы ОП | 0,15 | 1,1 | 0,165 |
| 2 | Утеплитель (мин. вата) | 0,068 | 1,2 | 0,082 |
| 3 | Пароизоляция | 0,02 | 1,2 | 0,024 |
| 4 | Продольные ребра 0,192×5×0,052×5/1,45= | 0,172 | 1,1 | 0,189 |
| 5 | Поперечные ребра 0,192×4×0,052×5/5,57= | 0,036 | 1,1 | 0,0396 |
| 6 | Обшивка из фанеры 0,008×7= | 0,056 | 1,1 | 0,0616 |
| Итого: | 0,502 | 0,561 | ||
| II | Временная нагрузка | |||
| 1 | Снеговая | 2,24 | 3,2 | |
| Итого: | 2,742 | 3,761 |
Нагрузка на 1 м погонный:
Находим максимальные внутренние силовые факторы:
; 
Расчетное сечение клеефанерной панели
d=0,8 см; hp=19,2 см
Вр=0,9×138.2=124.4 см
Впр=4×5,2=20,8 см
Н0=19,2+0,8=20 см
y0=8,7 см
y0/= 11,3 см
· Статический момент площади сечения:
· Расстояние от нижнего края сечения до нейтральной оси:
Þy0/=11,3 см; yp=1.7 см.Приведенный момент инерции:
· Приведенный момент сопротивления:
Проверка обшивки в растянутой зоне:
Проверка ребра в сжатой зоне:
,Проверка фанеры на скалывание вдоль волокон:
Проверка прогиба панели:
2.2 Расчет необходимого числа гвоздей
От сползания по скату плиты удерживаются отрезками металлических уголков, прибиваемых к опорам гвоздями.
Задаемся диаметром гвоздя: dгв=5 мм
Несущая способность гвоздя:
Требуемое количество гвоздей:
гвоздей.Расстояние от края плиты до первого гвоздя 15d=7,5 см, а между гвоздями 45 см. Длина гвоздя принимаем конструктивно 30d=15 см.
3. Расчет трехшарнирной арки
Нагрузка на покрытие: qp=0,15 кН/м2
Снеговая нагрузка:
- вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности, 
-коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.Определяем собственный вес арки:
Полная нагрузка:
3.1 Статический расчет арки
Расчет арки ведем при двух сочетаниях нагрузки:
I. Постоянная и снеговая нагрузки равномерно распределены по всему пролету [g+P1]:
RA(g+P1)= RB(g+P1)= 110,33 кН; Н(g+P1)= 147,25 кН; F(g+P1)= 110,33 кН;
II. Постоянная нагрузка по всему пролету и снеговая равномерно распределена на 0,5 пролета [q+P2]:
RA(g+P2)=11,77+24,64= 36,41 кН; RB(g+P2)=11,77+73,92=85,69 кН;
НА(g+P2)=15,71+49,28=64,99 кН; НВ(g+P2)=15,71+82,25=97,96 кН;
3.2 Определение усилий в сечениях арки
Сочетание I:
| X, м | М, кН×м | Q, кН | N, кН |
| 0 | 0 | 55,155 | 175,537 |
| 2,75 | 159,49 | 0 | 173,673 |
| 5,5 | 0 | -55,155 | 171,810 |
Сочетание II:
Левая стойка
| X, м | М, кН×м | Q, кН | N, кН |
| 0 | 0 | 20,94 | 73,39 |
| 2,75 | 55,09 | 0 | 71,53 |
| 5,5 | 0 | -20,94 | 69,67 |
Правая стойка
| X, м | М, кН×м | Q, кН | N, кН |
| 0 | 0 | 67,42 | 120,86 |
| 2,75 | 190,61 | 0 | 118,99 |
| 5,5 | 0 | -67,42 | 117,12 |
Максимальные усилия в арке
| X, м | М, кН×м | Q, кН | N, кН |
| 0 | 0 | 67,42 | 175,537 |
| 2,75 | 190,61 | 0 | 173,673 |
| 5,5 | 0 | -67,42 | 171,810 |
4. Расчет ригеля из балок Деревягина
Определяем геометрические характеристики:
b=21 cм; h=63 см; F=1323 см2
где κw и κж – коэффициенты для составных элементов определяемые в зависимости от пролета.
4.1 Расчет ригеля как сжато-изгибаемого элемента
· Проверка прочности
– коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента. 
Прочность обеспечена
· Проверка устойчивости
Гибкость в плоскости изгиба и коэффициент продольного изгиба:
а=0.8 для древесины.
Устойчивость обеспечена
· Относительный прогиб арки:
4.2 Расчет необходимого числа нагелей
Т.к. b>15 см Þ устанавливаем пластинчатые нагели в сечении глухо
Несущая способность одного нагеля:
при глухом соединении.Требуемое число нагелей:
k=0,2 – коэффициент, учитывающий нормальные силы, приложенные на концах ригеля обоим брусьям
5. Проектирование конькового узла
Деревянные элементы соединяют с помощью деревянных накладок на металлических болтах согласно принятому количеству элементов принятых в нагельном соединении и направлению усилий.