Снеговая нагрузка

Полное расчетное значение снеговой нагрузки S на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле

Рис. 2 Схема загружения арки снеговой нагрузки

Sg=3,2 кН/м2 – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли (г Березники – V снеговой район);

при α= 45о;

S= 3,2· 0,6= 1,92 кН/м2;

Ветровая нагрузка

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm на высоте z над поверхностью земли

w0= 0,30 – нормативное значение ветрового давления (г. Березники – II ветровой район)

k = 1,0 (z = 32 м)– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности (местность тип В – городские территории, лесные массивы и другие местности равномерно покрытые препятствиями)

с — аэродинамический коэффициент (се1= +0,5; се2= -0,4)

gf – коэффициент надежности по нагрузке. gf = 1,4

Полные погонные нагрузки (при )

Нормативная:;

Расчетная: ;

Статический расчет

Ширина площадки опирания на верхний пояс несущей конструкции 6 см, расчетный пролет плиты: . Плита рассчитывается как балка на 2-х опорах.

Расчетный изгибаемый момент:

Поперечная сила:

Определение геометрических характеристик расчетного сечения плиты

Для сжатых обшивок принимаем часть обшивки

= 18 см, с двух сторон – 36 см;

= 25 см, с двух сторон – 50 см, т.е. сечение получается несимметричным (рис. 3).

Рис. 3. Расчетное сечение плиты

Определяем положение нейтральной оси сечения по формуле без учета податливости соединений ребер каркаса с обшивками

Отношение модуля упругости обшивки к модулю упругости каркаса равно:

= =(1,4·104)/(1·104) = 1,4.

Yо = (85·9,5 + 1,4·36·18,5 + 1,4·50·0,5)/[85 + (36 + 50) ·1,4] = 8,6 см.

Определяем моменты инерции каркаса и обшивок.

Собственный момент инерции каркаса

= 4·173/12 = 1637,7 см4.

Момент инерции каркаса относительно найденной нейтральной оси

= 1637,7 + 85· (9,5 – 8,6)2 = 1706,6 см4.

Моменты инерции обшивок относительно нейтральной оси:

= [36·13/12 + 36(18,5 – 8,6)2]1,4 = 4943,9 см4;

= [50·13/12 + 50(8,6 –0,5)2]1,4 = 4598,5 см4.

Суммарный момент инерции сечения:

= 1637,7 + 4943,9 + 4598,5 = 11180,1см4.

Шурупы в плите расставлены с шагом 180 мм, т.е. = 8.

Статические моменты относительно нейтральной оси будут равны:

= 36(18,5 – 8,6)1,4 = 499,0 см3;

= 50(8,6 – 0,5)1,4 = 567,0 см3.

Определяем коэффициент податливости соединений т (= 1, = 62·10-5):

Определяем :

т >, т.е. для расчета прочности каркаса принимаем т ==0,156;

для расчета прочности обшивок принимаем т = 0,738.

Положение нейтральной оси определяем с учетом коэффициента податливости соединений ребер каркаса с обшивками при т = 0,738, т.е. при т для определения напряжений в обшивках.

Определяем положение нейтральной оси:

см.

Моменты инерции будут равны:

= 1637,7 + 85(9,5 – 8,75)2 = 1685,5 см4;

= [36·13/12 + 36(18,5 – 8,75)2]l,4 = 4795,4 см4;

= [50·13/12 + 50(8,75 – 0,5)2]1,4 = 4770,2 см4.

Для определения напряжений в ребре каркаса положение нейтральной оси определяем при = 0,156:

см.

Моменты инерции:

= 1637,7 + 85(9,5 – 9,23)2 = 1643,9 см4;

= l,4[36·l3/12 + 36(18,5 – 9,23)2] = 4335,2 см4;

= 1,4[50·13/12 + 50(9,23– 0,5)2] = 5340,7 см4;

= 736,25 + 0,7382(4335,2 + 5340,7) = 6006,2 см4.

Определяем напряжение в ребре каркаса и обшивках.

Определяем коэффициент для определения напряжений в обшивках: