Деревянные конструкции одноэтажного промышленного здания (стр. 1 из 4)
Исходные данные
1. Назначение здания: Механический цех
2. Длина здания: B=40м
3. Пролет: L=18м
4. Колонна: клеедощатая
5. Несущая конструкция покрытия: ферма на врубках
6. Крыша: рулонная
7. Режим эксплуатации: А-3
8. Степень ответственности здания: II
9. Место постройки: Санкт-Петербург
- Район по снегу: 3
- Район по ветру: 2
I. Компоновка конструктивной схемы
II. Расчет конструкций деревянных покрытий
Принимаем рулонное покрытие по двойному настилу из досок в двух направлениях, уложенных по прогонам, опирающимся на треугольную ферму. Настил состоит из нижнего - рабочего настила из досок 22х150,уложенных с промежутками 30 мм; верхнего – сплошного настила под двухслойный рубероид на горячей мастике из досок 16х100 мм. Рабочий настил укладывается по прогонам, защитный – под углом 45° к первому.
Расчет рабочего настила.
Согласно [2] доски из древесины 3-го сорта с сопротивлением Ru =13 Мпа. Уклон ската - 0.333.
Нагрузка на рабочий настил, кН/м2 (кгс/м2)
Табл.1
| Элемент | Нормативная нагрузка |  | Расчетная нагрузка |
| Двухслойная рубероидная кровля на горячей мастике Защитный настил из досок 16 мм:5х0.016 Рабочий настил из досок 22х150мм с расстоянием между осями 180мм: 5.0х0.022х0.15/0.18 | 0.06(6.0) 0.08(8.0) 0.092(9.2) | 1.3 1.1 1.1 | 0.078(7.8) 0.088(8.8) 0.1012(10.12) |
| Итого вес покрытия | 0.232(23.2) | 0.2672(26.72) | |
| Снеговая нагрузка на покрытие для СПб с учетом угла наклона Sнxμxcosα =1.8x1x0.946 | 1.19(119) | 1.4 | 1.703(170.3) |
| Итого | 1.423(142.3) | 1.97(197) |
При α =18.42˚ < 25˚ коэффициент µ = 1.0.
Ветровая нагрузка при ho/l=9/18=0.5 согласно прил. [I ,c. 23] положительного давления не создает (се1=-0.42).
Рассчитываем рабочий настил как двух пролетную неразрезную балку. Расчет ведем на полосе шириной 100см на два случая нагружения.
I случай нагружения – постоянная нагрузка и снег.Проверка прочности настила.
Погонная нагрузка-нормативная.
Погонная нагрузка-расчетная.
Максимальный изгибающий момент на середине опоры
при моменте сопротивления настила шириной в=100см
и высотой δ=2.2см
напряжение изгиба в досках щита: 
Проверка жесткости настила.
Момент инерции настила -
см4;Максимальный прогиб щита
II случай нагружения – постоянная нагрузка и сосредоточенный груз Р=100кгс.
Сосредоточенный груз передается на полосу шириной 0.5 м ,
поэтому, на расчетную полосу передается нагрузка:
Рн =Р/0.5=2·Р
Нормативная сосредоточенная нагрузка
Рнв=2·1.0=2кН
Расчетная сосредоточенная нагрузка
Ррв= Рр · γ п =2·1.2=2.4кН;
.Собственный вес настила
Максимальный изгибающий момент на середине опоры
Расчет прогонов.
Принимаем разрезной прогон из сосны II сорта.
по табл.3 [1], установленный по скату с шагом 1.5 м. Прогон будет испытывать косой изгиб ввиду наличия скатной составляющей. Задаем предварительно сечение бруса прогона 175х200 мм.Собственный вес прогона:
Полная погонная нагрузка, действующая на прогон
– номативная:
- расчетная:
Проверка прочности прогона.
Изгибающие моменты , действующие в плоскости перпендикулярной скату
; 
.Соответствующие моменты сопротивления и инерции:
см3; 
см3. 
см4; 
см4Напряжения изгиба:
Определение жесткости прогона.
Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату
. Проверка прочности по касательным напряжениям.
;где
расчетное сопротивление скалыванию поперек волокон по табл.3 [1]Расчет на устойчивость плоской формы изгиба.
Устойчивость плоской формы изгиба обеспеченна т.к. сжатый пояс закреплен по всей длине от смещения из плоскости изгиба сплошным рабочим настилом.
III. Расчет фермы покрытия
Нагрузка на ферму покрытия, кН/м2 (кгс/м2)
| Элемент | Нормативная нагрузка |  | Расчетная нагрузка |
Двухслойная рубероидная кровля на горячей мастике Защитный настил из досок 16 мм:5х0.016 Рабочий настил из досок 22х150мм с расстоянием между осями 180мм: 5.0х0.022х0.15/0.18 Утеплитель из мин.плит (  =1.5 кН/м3 толщиной 8 см): 1.5х0.08 Черепные бруски 5х5см: 2х0.052х6.0 Доски щитов под утеплитель δ=19мм: 6.0х0.019х(1.5-0.175) Собственный вес прогона: 0.175х0.20х6.0 | 0.06(6.0) 0.08(8.0) 0.092(9.2) 0.12(12) 0.03(3.0) 0.151(15.) 0.21(21.0) | 1.3 1.1 1.1 1.2 1.1 1.1 1.1 | 0.078(7.8) 0.088(8.8) 0.1012(10.12) 0.144(14.4) 0.033(3.3) 0.166(16.6) 0.231(23.1) |
| Итого вес покрытия | 0.743(74.3) | 0. 841(84.1) | |
| Собственный вес несущей конструкции: (1.216+0.743)/((1000/6*18)-1) | 0.24(24) | 1.1 | 0.264(26.4) |
| Снеговая нагрузка на покрытие для СПб с учетом угла наклона Sнxμxcosα =1.8x1x0.946 | 1.216(121.6) | 1.4 | 1.703(170.3) |
| Итого | 2.199 (219.9) | 2.808(280.8) |
Нормативная погонная нагрузка:
-
кН/м = 491.5 кгс/м;-
кН/м = 608 кгс/м.Расчетная погонная нагрузка:
-
кН/м = 552.5 кгс/м;-
кН/м = 851.5 кгс/м.Расчетная нагрузка узловая
-
=784 кг-
кН = 1208кгсОпределение усилий в ферме.
| Элемент фермы | Номер стержня | Усилия в стержнях, кг | ||||
От  |  | Расчетные усилия | ||||
Слева  | Справа | По всей ферме | ||||
| Верхний пояс | 1-II | -11403.7 | -12801.4 | -6690.4 | -17571.0 | -25974.7 |
| 2-II | -7684.9 | -7071.4 | -6690.4 | -11841.0 | -19525.9 | |
| Нижний пояс | 1-I | +10584.4 | +11783.1 | +6347.1 | +16308.0 | +26892.4 |
| Раскосы | 1-2 | -3718.8 | -5730.0 | 0 | -5730.0 | -9448.8 |
| Стойка | 2-3 | +2352 | +1812.4 | +1812.4 | +3624.0 | +5976 |
| Опорные реакции |  | -4704 | - | - | -7248 | -11952 |
 | -4704 | - | - | -7248 | -11952 | |
Расчет элементов и узловых соединений фермы.