Проектирование прирельсового склада (стр. 2 из 5)
Условие прочности соблюдается.
Проверяем прогиб:
Условие жесткости обеспечено.
Проверяем местную устойчивость стенки:
Принимаем
k0 = 3.09
Записываем условие:
Местная устойчивость стенки обеспечена.
2-ая схема (см. рис.2):
Постоянная + временная от сосредоточенного груза, равного N=100×γf =100×1,2=120 кгс. Расчет по этой схеме производим только на прочность.
Рис.2. Вторая расчетная схема.
Максимальный изгибающий момент:
Мmax2 =172 кгс×м < Мmax1 = 318,4 кгс×м, следовательно, все условия удовлетворяются.
Окончательно принимаем профнастил Н57-750-0,6.
Рис.3. Общий вид профилированного листа.
4. Расчет прогона
Прогоны проектируются равномоментными по консольно-балочной схеме. Расчет консольно-балочных прогонов производим по схеме многопролетной статически неопределимой балки с пролетом L=5м, равным шагу балок покрытия. Шаг прогонов В=2.8м.
Кровля имеет уклон i = 1:10. α = 6˚, соs α = 0,99, sin α = 0,104.
Высоту сечения прогона принимаем:
Ширину сечения прогона принимаем:
Принимаем b=100мм.
Найдем нагрузку от собственного веса прогона:
Нагрузка от покрытия:
Нагрузка от собственного веса:
Снеговая нагрузка:
Нормальная составляющая нагрузки qx:
Максимальный изгибающий момент составляет:
Предельное сопротивление для древесины 2-ого сорта составляет:
Момент сопротивления:
Принимаем сечение из бруса 140´190 мм с характеристиками:
Прогиб прогона:
Соединение прогонов между собой выполняется в виде косого прируба с креплением болтом диаметром 20 мм.
5. Расчет и конструирование армированной клеедеревянной балки
Материал балки – древесина 2-го сорта.
Постоянная нагрузка:
Нормативная:
- вес покрытия 113,3 кгс/м2, вес прогона 6,17 кгс/м2, собственный вес балки 20,51 кгс/м2.
Расчетная:
- вес профнастила 144,9 кгс/м2, вес прогона 6,79 кгс/м2, собственный вес балки 23 кгс/м2. Коэффициент надежности по нагрузки принят γf=1,1 согласно СНиП 2.01.07-85*.
Временная (снеговая):
Нормативная – 126 кгс/м2;
Расчетная – 180 кгс/м2.
Уклон кровли i = 1:10. Следовательно, α =6˚, cos α = 0,99, sin α = 0,104.
Нагрузка на балку, приведенная к горизонтальной плоскости, составляет
Нормативная:
qн =(qпn/ cos α + sn)×В×cos α=[(113,3+6,17+20,51)/
0,99+126]×5×0,99=1323,6 кгс/м.
Расчетная:
q =(qпp/ cos α + sp)×В× cos α = [(144,9 + 6,79 + 23)/0,99 + 180]×5×0,99 = 1764,4 кгс/м.
Расчетная схема балки покрытия представляет однопролетную статически определимую балку пролетом равным 28м, загруженную равномерно распределенной нагрузкой (см. рис.2). Согласно расчетной схеме максимальный момент и поперечная сила, определенные по программе «Лира» составляют М сред = 164,971 тс×м, Qоп = 24,7 тс. Расчетное сечение находится в середине балки
Рис.4. Расчетная схема балки покрытия с эпюрами моментов и поперечной силы.
Определяем высоту балки в середине пролета
hср = l/20 = 28/20 ≈ 1,4 м.
Определяем высоту балки на консоли
hоп = hср /2 ≈ 0,7 м.
Наименьшая ширина балки прямоугольного поперечного сечения
b = h/6 = 140/6 ≈ 23 см
Опорное сечение балки из условия прочности при скалывании должно удовлетворять условию:
В соответствии с сортаментом досок по высоте ставим 42 доски толщиной 33 мм. Высота балки с h = 42*3,3 = 139 cм. Ширина балки b = 23 см. Все размеры даны с учетом острожки древесины.
Отношение
h/b = 139/23 = 6,04 ≈ 6.
Коэффициент продольного армирования µ=0,01 – 0,035. Принимаем µ=0,015. n=Ea/Eдр=21 – коэффициент приведения для арматуры класса А-II.
Расчетные сопротивления для древесины 2-го сорта равны:
Ru= Rс =150 кгс/см2; Rск=15 кгс/см2, Rр=90 кг/см2.
Требуемая площадь арматуры в нижнем поясе балки:
Fa=Fдр×µ = 70×23×0,01=31,97
Принимаем 3Ø40 А-II (Аs=37,68 см2).
µр= Fa/ Fдр=37,68/139×23=0,011.
Геометрические характеристики:
Рабочая высота сечения:
h0=hср – а = 139 – 23 ≈116см.
Приведенная площадь сечения:
Fпр = bh0(1+nµ)=23×116×(1+21×0,011)=3284 см2.
Высота растянутой зоны:
Высота сжатой зоны:
Приведенный момент инерции:
Iпр = (bh3/12) × [(1+4nμ)/(1+nμ)]= (23 * 1393 / 12) * [(1+4 * 21 * 0.011) / (1+21 * 0.011)] = 8045221 см4
Приведенные моменты сопротивления сжатой и растянутой зоны:
Wпрс = Iпр / hс = 8045221 / 68,88 =116800,5 см3
Wпрр = Iпр / hр = 8045221 / 47,12 =170739 см3
Приведенный статический момент относительно древесины:
Приведенный статический момент относительно арматуры:
Расчетная поверхность сдвига клеевого шва арматура-древесина:
D=0,9(nст+2)×Øарм+10мм =0,9×(3+2) ×40+10 ≈ 190мм=19см.
Расчет балки выполняется по двум группам предельных состояний.
Проверяем прочность расчетного сечения:
1) по древесине:
σД= М/Wспр =164971×102/116800,5 =1 41,24кгс/см2 < Rиmпmвmбmсл=150×1,2×1×0,8×1=144 кгс/см2, условие выполняется.
2) по арматуре:
М×n×Кт/Wрпр.х=164,971×105×21×1,34 / 170739=2718 кгс/см2<Rа/γn=2800 кгс/см2.
Кт=1+0,67×qвр/qп =1+0,67×180/354,69=1,34
Проверяем прочность опорных сечений:
3) по древесине на действие касательных напряжений:
Qоп×Sпр/(Jпр×b)=24700×54567/(8045221×23)=7,28 кгс/см2 < Rск/γn=15 кгс/см2.
4) по клеевому шву арматура-древесина:
Qоп×S апр× Кт / (Jпр×Dрасч)=24700×37285×1,34 / (8045221×19) =8,07 кгс < Rск/γn=15 кгс.
Проверяем прогиб балки:
f = 3,2см < l/300 = 2800/300=9,3 см – условие выполняется
