Коэффициент надежности по снеговой нагрузке в соответствии с п.5.7 СНиП 2.01.07-85 для отношения нормативного веса покрытия к весу снегового покрова 0,483/1,5=0,32 < 0,8 равен gf =1,6.

Полная нагрузка на 1 м панели:

нормативная qн=1,983×1,5=2,97 кН/м;

расчетная q=2,967×1,5=4,45 кН/м.

Расчетные характеристики материалов. Для фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ семислойной толщиной 10 мм по табл. 10 и 11 СНиП II-25-80 имеем:

расчетное сопротивление растяжению: Rф.р= 14 МПа;

расчетное сопротивление сжатию: Rф.с= 12 МПа;

расчетное сопротивление скалыванию: Rф.ск= 0,8 МПа;

расчетное сопротивление изгибу: Rф.и90= 6,5 МПа;

модуль упругости: Еф=9000 МПа;

Для древесины ребер по СНиП II-25-80 имеем модуль упругости Едр=10000 МПа.

Геометрические характеристики сечения панели. Приведенная расчетная ширина фанерных обшивок согласно СНиП II-25-80 п.4.25.

bпр=0.9×b при l>6a, где b – полная ширина плиты, l – пролет плиты, a – расстояние между продольными ребрами по осям.

bпр=0.9×1.48=1.332 м.

Геометрические характеристики клеефанерной панели приводим к фанерной обшивке. Приведенный момент инерции поперечного сечения панели.

Приведенный момент сопротивления поперечного сечения панели:

.

Проверка панели на прочность. Максимальный изгибающий момент в середине пролета:

Напряжения в растянутой обшивке:

, где 0,6 – коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры в растянутом стыке. (п.4.24 СНиП II-25-80).

Расчет на устойчивость сжатой обшивки производим по формуле:

При расстоянии между продольными ребрами в свету с1 = 0,424 м и толщина фанеры dф = 0,01 м.

тогда

Напряжение в сжатой обшивке:

Расчет на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки (в пределах ширины продольных ребер) производят по формуле:

Поперечная сила равна опорной реакции панели:

Приведенный статический момент верхней фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

Расчетная ширина клеевого соединения: bрасч = 4×0,042 = 0,168 м.

Касательные напряжения будут:

.

Проверка панели на прогиб. Относительный прогиб панели:

,где - предельный прогиб в панелях покрытия согласно табл. 16 СНиП II-25-80.

Расчет гнутоклееной деревянной трехшарнирной рамы.

Исходные данные: рама пролетом 21 м, шагом 3 м. Здание второго класса ответственности, gn=0.95. ТВУ эксплуатации А-1. Кровля утепленная из клеефанерных плит. Район строительства – Костромская обл., s=1.5 кПа.

На раму действуют равномерно распределенные постоянные и временные нагрузки(т.сбор нагрузок). При заданных геометрических размерах рамы и высоте стойки Н<4 м ветровая нагрузка не учитывается, т.к. отсос ветра на кровле уменьшает усилие в элементах рамы.

Собственный вес рамы определяем при kсв=8:

кПа

Сбор нагрузок

s=2.4*3=7.2 кН/м; q=0.972*3=2.915 кН/м, где 3 – шаг несущих конструкций.

Геометрический расчет см. рис.

Длина полупролета 10.5 м. Радиус выгиба 3 м. Угол наклона ригеля tga=1:4=0.25; a=14о02`. Угол между осями стойки и ригеля и касательной к средней точке выгиба a1=(90о+a)/2=52о. Центральный угол выгиба в градусах 76 и радианах 1.33. Длина выгиба lгн=r*1.33=3.99 м. Длина полурамы 13.77 м.

Ось полурамы разбиваем на 6 сечений.

Статический расчет:

cosa=0.97; sina=0.24

Усилия от левосторонней снеговой нагрузки:

Va=Vb=3*s*L/8=56.7 кН; Ha=Hb==31.64 кН.

Сечение o: Qo= Ha; No= Va;

Сечение 1: M1= -Ha*hст;

Сечение 2: M2= -Ha*y2+Va*x2-s*x22/2; Q2=(Va-s*x2)*cosa1-Ha*sina1

N2=(Va-s*x2)*sina1+Ha*cosa1

a1=(90+a)/2=52o; cosa1=0.62; sina1=0.79

Сечение 3: M3=Va*x3-Ha*y3-s*x32/2;

Сечение 4: M4=Va*x4-Ha*y4-s*x42/2

Сечение 5: Q5=Va-s*x2; N5=Ha

Усилия от правосторонней снеговой нагрузки:

Va=Vb=s*L/8; Ha=Hb=

Сечение o: Qo= Ha; No= Va

Сечение 1: M1= -Ha*hст

Сечение 2: M2= -Ha*y2+Va*x2; Q2=Va*cosa1-Ha*sina1; N2=Va*sina1+Ha*cosa1

a1=(90+a)/2=52o; cosa1=0.62; sina1=0.79

Сечение 3: M3=Va*x3-Ha*y3

Сечение 4: M4=Va*x4-Ha*y4

Сечение 5: Q5=Va; N5=Ha

Усилия от двусторонней снеговой нагрузки равны сумме усилий от односторонних снеговых нагрузок. Усилия от собственног веса определяются умножением усилий от двухсторонней нагрузки на отношение этих нагрузок q/s=3.25/7.2=0.45. Полные расчетные усилия равны сумме усилий от двухсторонней снеговой и собственного веса.

Полученные значения сводим в таблицу.

Подбираем сечения и делаем проверку напряжений.

Сечение 2: М=215 кНм; N=134 кН.

Принимаем древесину второго сорта в виде досок сечением после острожки dхb=1.6х19 см2. Расчетное сопротивление древесины при сжатии с изгибом с учетом ширины сечения >13 см, толщины доски 1.6 см: Rc=Rи=12.5 МПа.(см ниже)

Требуемую величину сечения определяем приближенно по величине изгибающего момента, а наличие продольной силы учитываем коэф. 0.7:

м

Принимаем высоту сечения 92.8 см – 58 досок.

Сечение о: Q=89 кН. Требуемую высоту сечения на опоре определяем из условия прочности на скалывание. Расчетное сопротивление скалыванию для древесины 2-го сорта: Rск=1.5/0.95=1.579 МПа.

Высота опорного сечения:м