Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Проверочный расчет клееной двутавровой балки
Клееные балки широко используются в конструкциях межэтажных и чердачных перекрытий строительных объектов. Как правило, это комби-нированные конструкции из досок, склеенных между собой (рис.1).
Рис.1. Типы поперечного сечения двутавровых клееных балок для перекрытий
Рис. 2. Общий вид межэтажного перекрытия по клееным балкам:
1 – чистый пол; 2 – рубероид; 3 – половой настил; 4 – лаги; 5 – акустический картон; 6 – клееная балка; 7 – минеральный заполнитель полости панели перекрытия;
8 – изолирующая прокладка; 9 – щиты наката; 10 – обшивка потолка
10 Задача.Выполнить проверочный расчет двутавровой клееной
Двутавровая балка выполнена из строганых сосновых досок сече-нием 40 х 180 мм. Параметры:
§ полки двутавровой балки: b = 180 мм; δ = 37 мм; § стенки двутавровой балки: b1= 2δ = 2·37 = 74 мм; hст= 174 мм; § общая высота балки: H = 2δ + hст = 2·37 + 174 = 248 мм.
Общая масса одного погонного метра этой балки (gб) при плотно-сти сосны ρ = 500 кг/м3 составляет: gб = (2b δ + b1 h1 ) ρ. gб = ( 2 · 0,18 · 0,037 + 0,074 · 0,074) · 500 = 13,1кгс/м или 131 Н/м Собственная масса конструкции (gк) межэтажного перекрытия оп- ределяется из расчета суммарной массы составляющих его элементов на площади в 1 м2 :
где hi - толщина элемента конструкции перекрытия, м; ρi - плотность материала элемента конструкции, кг/м3.
Для расчетов по данному примеру принимаем величину gk = 228 кг, что соответствует нагрузке на конструкцию в 2280 Н.
В соответствии со СНиП полезная нагрузка межэтажного пере-крытия жилого дома составляет gп = 1500 Н/м2. Следовательно, нагрузка, приходящаяся на один погонный метр балки (g) определится по формуле g = ( gк + gп ) · Вп + gб , (8) где Вп – величина пролета между двумя балками, м; g = (2280 + 1500) · 1,0 + 131 = 391,5 Н/м.
Нормативная полезная нагрузка на один погонный метр рассчиты-вается по формуле
go = 150 · 1,0 = 150 кгс/м (около 1,5 кН/м).
Полная расчетная нагрузка с учетом принятого среднего коэффи-циента перегрузки Кз = 1,2 составит:
11 G = 1,2 · 3915 ~ 4700 Н/м
Рис. 3. Расчетная схема двутавровой клееной деревянной балки
12 где mи - коэффициент условий работы элемента на изгиб, принимаемый для досок, брусков и брусьев с учетом влияния абсолютных раз-меров сечений по табл.1;
Rи - расчетное сопротивление древесины изгибу (табл.2). Примечание. Для балок двутаврового и рельсовидного сечений
значение коэффициента условий работы принимается равным 0,9 при со- отношении b1/b = 1/2 и 0,8 при b1 / b = 1/3.
В данном примере по величине соотношения 1 / 2,4 принимаем mи = 0,86. Тогда предельно допустимое значение [ σ ] = 0,86 · 1300 = 1118 Н/см2 ~14,4 МПа.
Из неравенства σизг > [ σ ] следует, что двутавровая клееная балка с принятыми конструкционными параметрами не обеспечивает необходи-мой прочности при нагрузке в 470 кг/м.(4,7 кН/м).
Проверка прогиба
Упругий прогиб вызывается действием изгибающего момента и
384E8J где Е – модуль упругости древесины. Теоретические пояснения
Прогиб деревянных изгибаемых элементов определяется под дей-ствием нормативной нагрузки и сравнивается с предельным значением прогиба, который допускается по нормам, установленным на основе опыта эксплуатации конструкций.
Балка имеет достаточную жесткость, если выполняется необходи-мо, чтобы обеспечивалось соотношение
балки, соответственно.
Для свободно лежащей балки, находящейся под действием равно-мерно распределенной нагрузки, наибольший относительный прогиб в се-редине пролета балки равен:
где q – полная нормативная нагрузка на длину балки.
Величина упругого прогиба f с учетом перевода единиц измерения, см составит
13 Полный прогиб с учетом влияния сдвигающих сил:
где Н / L – отношение высоты балки к пролету; ψ – коэффициент, зависящий от формы сечения. Для двутавровых балок с равномерным распределением нагрузки и наличии двух опор, ψ = 37 при соотношении толщины стенки к ширине полки b1 / b = 1 : 2; ψ = 50 при b1 / b = 1 : 3.
Относительный прогиб рассчитываемой балки перекрытия составляет:
обладает требуемой жесткостью.
Проверка прочности на скалывание по клеевому слою
ü В местах соединения полки со стенкой Перерезывающая сила на опоре:
Статический момент сечения полки, сдвигаемой по клеевому слою относительно нейтральной оси Х – Х, определяется по формуле
So 18 3,7 17,4 3,7 703 см3. 2
Расчетное напряжение скалывания определится из выражения
Нормативное значение [Rскл] = 1,6 МПа (табл.2). С учетом коэффициента условий работы К= 0,75, [Rскл]пр = 0,75·1,6 = 1,2 МПа.
Коэффициент условий работы на скалывание по клеевому слою с учетом возможности непроклеек при толщине стенки более 8 см состав-
14 пр
ляет 0,75. Так как τ < [Rскл] или 7,35 <18, то прочность на скалывание в местах соединения полки со стенкой обеспечивается почти с двукратным запасом.
ü При скалывании по нейтральному слою Статический момент половины площади сечения относительно
нейтральной оси Х – Х определяется:
Прочность древесины при скалывании по нейтральному слою Х – Х
Предельно допустимое значение [τmax] = mск[Rскл] = 1,0·1,6 = 1,6 МПа; Τmax< [τmax]. Прочность обеспечена с К =1,55. Проверка прочности клеевого соединения на отрыв нижней полки от стенки двутавровой балки
В принятой конструкции опора щитов наката на полку балки осу-ществляется сосредоточенно, то есть на планки 2 (см. рис.2). Расчетное со-средоточенное усилие Р, действующее на полку балки и отрывающее ее в местах примыкания опорных планок с двух сторон балки, составит:
где gщ – расчетная собственная масса 1 м2 перекрытия, создающая давле-ние на полки балки через опорные планки;
S – расстояние между опорными планками, м. По схеме (рис.2) давление на полки двутавровой балки создается по-перечными внутренними балками с прикрепленным к ним дощатым полот-ном подшивки 9, паро- и теплоизоляционными материалами (поз. 7 и 8). В расчетах принимаем gщ = 190 кгс (1900 Н)^ Р = 190·0,65 (1,0 – 0,074) = 114,4 кг.
Площадь приклеивания нижней полки к стенке, оказывающая со-противление отрыву, составляет: Fотр = Сb1; (24) Fотр = 10 · 7,4 = 74 см2. Предел прочности при отрыве по клеевому слою (τотр) определяет- ся по формуле
15
Нормативное значение [τотр] для склеивания заготовок клеем ФР-100 – 0,3 МПа. Так как τотр< [τотр ] или 0,16 < 0,3, то клеевое соединение обеспечивает надежность конструкции по данному параметру с коэффици-ентом запаса
ОТЧЕТ №1
(рекомендуемая форма)
«Основы расчета клееных деревянных конструкций»
1. Общая характеристика параметров и критериев оценки элементов клееных деревянных конструкций. Строительные конструкции для малоэтажного деревянного домо-строения в большинстве случаев изготавливаются сборно-клееными. В ос-новном это несущие балки для перекрытий и горизонтальных опор, стено-вые панели и перегородки, арки, стропильные фермы и рамы, а также дру-гие строительные элементы.
Далее приводится характеристика параметров, свойств и назначения конструкций, указанных в задании.
Затем приводятся эскизы (Рис.1. Примеры конструкций с силовым нагру-жением).
2. Основные оценочные показатели и методы испытаний.
2.1. Показатели сопротивления конструкции механическим нагруз-кам (изгибу, растяжению и др.):
а) предел прочности при статическом изгибе (σизг ); изг М , σизг = …… (показать промежуточные расчеты); W б) величина прогиба (ƒ) и др., H2 f п f 1 ,ƒn= …….(показать промежуточные расчеты). L2 2.2. Показатели прочности клеевых соединений:
а) предел прочности при скалывании по клеевому слою (σскл.); σскл. = Рmax / а b
б) предел прочности клееного материала на отрыв по клеевому слою (σотр) и т.д;
в) предел прочности при изгибе (по результатам испытаний),
16
σизг. = 3Рmax L / 2 b h2.
Приводятся эскизные схемы (Рис.2. Схемы испытаний образцов материа-лов при разрушающем контроле: а – испытание на скалывание по клеевому слою; б – испытание образцов на отрыв по клеевому соединению; в – испытание материала (балки прямоугольного сечения) на изгиб). Получаемые при лабораторных испытаниях или расчетах конструкций показатели прочности и деформаций сравниваются с их нормативными значениями, установленными СНиП и иными документами. При этом должны выполняться условия типа: ƒфакт Кд f и σскл. Кскл. скл. и т.д., где ƒфак и σскл – расчетные или опытные параметры оценок; f и–нормативные значения оцениваемых характеристик;
Кд и К – нормативные значения коэффициентов запаса
3. ЗАДАНИЕ К ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ (ПРИМЕР)
Условие:Выполнить проверочные расчеты по надежности заданногоэлемента конструкции (двутавровой деревянной балки, работающей в со-ставе чердачного (междуэтажного) перекрытия, балки клееной прямо-
другие параметры балки ….. (согласно схеме).
Решение
Приводится рисунок (Рис.3. Схема конструкции панели).
…………..
Приводится рисунок (Рис.4. Схема и параметры деревянной балки).
Проверка прочности. Привести расчеты и обработку результатов.
Проверка прогиба. Привести расчеты и обработку результатов.
Проверка прочности склеивания. Привести расчеты и обработку результатов.
Выводы и комментарии 1. ……….. 2. ……….. 3. ……….. и т.д.
17 Исполнители: ……………………………………
Работу принял: …………………………………….
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2
«Технология клееных балок и щитов. Расчет потребления сырья и материалов»
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 345. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |