Проектирование одноэтажного каркасного здания из деревянных конструкций (стр. 2 из 4)

Радиус приведенного круга:

.

Значения коэффициентов

при характеристике

1)

;

.

2)

;

.

Проверяем прочность:

а) по нормальным напряжениям в обшивке:

,

.

б) по касательным напряжениям в обшивке:

,

в) по нормальным сжимающим напряжениям в срединном слое:

.

3. Проектирование круговой арки

Трехшарнирные арки являются статически определимыми системами, поэтому определение усилий в них не вызывает каких-либо трудностей. Весь статический расчет будем производить в следующей последовательности:

1. выбор геометрической схемы;

2. подсчет нагрузок и выявление характера их действия;

3. определение усилий в сечениях и составление сводной таблицы усилий.

3.1 Выбор геометрической схемы

За геометрическую схему, а в равной степени и за расчетную схему арки принимают линию, соединяющую центры тяжести сечений, т.е. геометрическую ось арки (рис.2).

Для арки с затяжкой геометрический расчет сводится к следующему.

При известной величине пролета l=42 м. и принятой стреле подъемаf=6 м. радиус кривизны rарки кругового очертания определяется по формуле

Центральный угол раскрытия

выполняется по формуле

Длину дуги арки S определим выражением

Рис.2 Расчетная схема арки

3.2 Подсчет нагрузок

1. Постоянная нагрузка от покрытия подсчитывается по фактическому весу всех элементов (обшивок, обрамления и среднего слоя) панели. Для возможности дальнейшего сравнения нескольких вариантов в расчетах будем использовать нормативное значение нагрузки

и с учетом коэффициента надежности расчетное значение .

2. Снеговую нагрузку будем подсчитывать по [10].

Вариант 1. При равномерно распределенной снеговой нагрузке интенсивностью

(

=1,6–коэффициент надежности по нагрузке, согласно [10] при ).

Вариант 2. При распределенной по треугольнику треугольной нагрузке с максимальной ординатой

3. Ветровая нагрузка определяется по [10].

Характер действия ветровой нагрузки показан на рис.2.

Интенсивность ветровой нагрузки подсчитывается по формулам:

где

– скоростной напор для второго района;

C–аэродинамический коэффициент;

B–коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте (для местности типа B [10 табл.6] при высоте H=11м. К=0,44 ; при H=15,2 м. К=0,61 ; при H=17 м. К=0,68; другие значения К находятся по интерполяции);

–коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,4.

Рис.3 Схема ветровой нагрузки на арку.

Для каждой зоны (см. рис.3 ) принимаем средние значения коэффициентов C_i и K_i.

При

и имеем C_e1= -0,2; C_e2= -0,8; C_e3= -0,4.

Другие коэффициенты показаны на рис.16.

4. Собственный вес арки подсчитываем по формуле

где q^н и p^н – соответственно постоянная (вес покрытия) и временная (снег) нагрузки, действующие на арку;

K_с.в – коэффициент собственного веса, для арки принимаем равным 4.

Величина распределенной нагрузки от собственного веса:

– нормативная

– расчетная

На 1 м² горизонтальной проекции

Погонные нагрузки на арку при шаге 6 м.:

– постоянная

– снеговая:

Вариант 1

Вариант 2

– ветровая:

Полная расчетная схема рамы дана на л. 1.

3.3 Определение усилий в сечениях арки

Усилия

в сечениях арки подсчитываем с помощью ЭВМ по программе “Арка”.

По результатам распечатки находим расчетные значения усилий M, Q, N при различных видах загружения и различных сочетаниях нагрузок. Результаты расчета приведены в таблице 3.

Таблица 3.

L	f	r	n	Нагрузки
				q	s1	s2	s3	w1	w2	w3	w4
42.00	6.00	39.75	5	3.10	9.45	19.20	9.60	0.49	2.19	2.19	0.98

4. Конструктивный расчет арки

4.1 Подбор сечения арки

Сечение арки принимаем прямоугольным, склеенным из досок плашмя. Задаемся, согласно рекомендациям СНиП, высотой арки равной

, и уточняем ее, исходя из целого числа склеиваемых досок. Принимаем 28 досок толщиной 42 мм. и шириной 192 мм (что соответствует нестроганным стандартным доскам 200x50 мм.). Тогда размеры сечения будут =1176x192 мм. Древесина принята первого сорта, для которой

14 МПа, 1,6 МПа. С учетом коэффициентов m_п=1,2, m_б=0,85 (при h=117 см.), m_сл=0,95 (при 42 мм.) и m_гн=1,0 (при 946>500) величина расчетного сопротивления будет равна

Для принятого сечения имеем

4.2 Проверка прочности сечений

Проверяем прочность наиболее нагруженного сечения (с максимальным изгибающим моментом) т.е. сечения 3, где M=-286.8 кН м, N=-299.434 кН.