Расчётные схемы прогонов
Цитата:Сообщение #159 от miko2009
если уж очень хочется посчтитать по неразрезной, то необходимо учитывать узлы в пластической стадии работы конструкции , хоть СП про это уже и молчит
СП не молчит, но швеллера так считать не дозволяет :(.Цитата:
Сообщение #158 от hentan
Мне бы интересно глянуть алгоритм расчета (например блок-схемы если есть)
Блок-схем нет, но вкратце алгоритм подбора такой.
1. Подбирается немного заниженные габариты сечения исходя из условий «упругой» прочности. Для этой цели с помощью использования различных предельных отношений, составляется кубическое уравнение относительно высоты стенки. После его решения с помощью тех же отношений компонуется и все сечение.
2. На основании имеющихся блоков проверки сечения на тот или иной тип НДС, производится его доводка, путем рассмотрения вариантов его увеличения как по линейным размерам, так и по толщинам. Принимаемый вариант выбирается с помощью полного просчета каждого из них и использования некой целевой функции. С последней возились достаточно долго, но все-таки нашли вариант, дающий результат весьма близкий к оптимальному. Впрочем, оптимальность сравнивать было-то почти не с чем :(. Все программы, с какми мы производили сравнения, давали результат хуже (тяжелее), чем у нас 🙂
Такая постановка задачи подбора делает его универсальным для всех типов НДС. И если программа умеет это сечение проверять, то практически автоматически возможен и оптимальный подбор
P.S. И все-таки жалко, что нам не удалось посмотреть на результат программного расчета приведенных схем. Единственный автор, сделавший по его заверениям такой расчет, побоялся с обнародованием результатов потерять что-то там для себя весьма важное :):)
P.P.S. Зашел в соседнюю статью блога, признаться польщен 🙂 Практически ни одного комментария gnomm(а) не обходятся без упоминания моей скромной персоны :):). Хоть за пиар доплачивай …
Почитал еще сообщения данного товарища — что ж, видимо реинкарнация и впрямь существует. Если это действительно так, то смею напомнить gnomm(у), что ибз по прежнему знает 7 степеней свободы и 8 внутренних силовых факторов :):):) Вперед, на амбразуры !!
dwg.ru
Расчёт по второму предельному состоянию.
Проверка рабочего настила на прогиб выполняется только от первого сочетания нагрузок.
Относительный прогиб настила равен
где
Е=10000000 КПа модуль упругости древесины.
—
предельный относительный прогиб
обрешетки, полученный по интерполяции
из значений табл. 19 СНиП 2.01.07-85*.
при пролётах
при пролёте
при пролёте
Запас из условия прочности составляет следовательно принятое сечение рабочего настила удовлетворяет условию прочности.
Расчет прогонов.
При шаге конструкций 4.5м используем разрезные прогоны.
Рис.2.3.
Согласно сортамента пиломатериалов (ГОСТ 8486-86*Е) принимаем прогон из бруса сечением 175х150мм. Шаг прогонов — 1.2 метра.
Сбор нагрузок.
Таблица 2.2
№ | Наименование нагрузки | Норм. нагрузка. кН/м2 | Коэф. надежн. | Расч. нагрузка кН/м2 |
1. | Натуральная черепица ERLUS260х420 мм. | 0.41 | 1.2 | 0.49 |
2. | Обрешетка под черепицу– брусок 50х50 мм с шагом в осях 345мм | 0.05*0.05*5/0.345= =0.036 | 1.1 | 0.04 |
3. | Водонепроницаемая мембрана TYVEK60 г/м2 | 0.0006 | 1.2 | |
4. | Ррабочий настил –доска125х32 мм с шагом в осях 325 мм | 0.125*0.032*5/0.325=0.061 | 1.1 | 0.068 |
7. | Прогон 175х150 | 0.175*0.15*5/1.2= =0.109 | 1.1 | 0.12 |
Итого постоянная нагрузка | 0.617 | 0.719 | ||
8. | Временная нагрузка- — снеговая 3 район | 1.26 | 1.8 | |
| Итого | 1.877 | 2.519 |
Расчётное значение снеговой нагрузки принимается по СНиП 2.01.07-85*, а нормативное значение снеговой нагрузки принимается умножением на коэффициент 0.7 расчётной.
где 
;
;
-толщина
сечения обрешетки, рабочего настила и
прогона соответственно;
;
;
-ширина
сечения обрешетки, рабочего настила и
прогона соответственно;
;
;
-объёмный
вес древесины;
Полная нагрузка на 1 пог. м при шаге прогонов В=1.2м:
Нормативная qн =1.877*1.2=2.25 кН/м
Расчётная qр =2.519*1.2=3.02 кН/м
-где 1.2м. шаг прогонов.
Расчетные характеристики материалов второго сорта.
Расчетное сопротивление древесины изгибу Rи=15 МПа
Модуль упругости древесины Е=10000000 КПа
При расчетах прогона надо иметь в виду, что прогон работает на косой изгиб.
Рис.2.4. | b=150 ммh=175мм. Геометрические характеристики сечения: — момент сопротивления — момент инерции |
Расчёт по первому предельному состоянию.
Проверка прогона на прочность.
Расчетная нагрузка и изгибающий момент
при 
Расчёт по второму предельному состоянию.
Проверка прогона на прогиб.
Относительный прогиб прогона
—
предельный прогиб прогона, полученный
по интерполяции значений табл.19 СНиП
2.01.07-85*.
при пролётах
.
при пролёте
.
при пролёте
.
Запас из условия прочности составляет
3.Пример расчета ограждающих и несущих конструкций кровли.
Прогон спаренный неразрезной.
Исходные данные:
Тип кровли – металлочерепица MetroBond6.3 кг/м2
Несущие конструкции: обрешетка и прогоны
Район строительства – г. Москва
Шаг конструкций 6м
Ширина здания 12м
Уклон кровли
Тип покрытия- теплое .(Утеплитель – минеральная вата на основе базальтового волокна PAROC37. Плиты-1200х600мм)
Расчет рабочего настила.
Рис.3.1
Принимаем рабочие бруски 75х50 мм. II-го сорта согласно сортамента пиломатериалов (ГОСТ 8486-86 *Е). Расстояние между осями досок 300 мм. Шаг прогонов 1.4 метра.
Сбор нагрузок на рабочий настил.
Рабочий настил предназначены для укладки по прогонам.
По скомпонованному сечению настила составляем таблицу нормативных и расчётных нагрузок на 1 м2. Подсчёт нагрузки на 1 м2представлен в табл.3.1
А) Равномерно распределенная нагрузка
Таблица 3.1.
№ | Наименование нагрузки | Норм. нагрузка кН/м2 | Коэф. надежн. | Расч. нагрузка кН/м2 |
Металлочерепица MetroBond6,3 кг/м2 | 0.063 | 1.05 | 0.066 | |
2. | Водонепроницаемая мембрана TYVEK60 г/ м2 | 0.0006 | 1.2 | 0.00072 |
3. | Обрешетка – доска100х22 мм с шагом в осях 300 мм ho*bo*γд/co | 0.1*0.022*5/0.3= =0.037 | 1.1 | 0.04 |
4. | Рабочий настил –доска75х50 мм с шагом в осях 300 мм hн* bн*γд /cн | 0.075*0.05*5/0.3= =0.06 | 1.1 | 0.69 |
Итого постоянная нагрузка | 0.161 | 0.176 | ||
5. | Временная нагрузка — снеговая 3 район | 1.26 | 1.8 | |
Итого полная нагрузка | 1.421 | 1.976 |
Где ho;hн — ширина сечения обрешетки и настила соответственно
bo;bн— толщина сечения обрешетки и настила соответственно
co;cн; — шаг обрешетки и настила соответственно
γд– объемный вес древесины.
Расчётное значение снеговой нагрузки принимается по СНиП 2.01.07-85*, а нормативное значение снеговой нагрузки принимается умножением на коэффициент 0.7 расчётной.
Б) Сосредоточенная сила Рн=1 кН.
Коэффициент надежности по нагрузке
.
Расчетное значение сосредоточенной
силы Рр= Рн
кН.
При двойном настиле (рабочем и защитном, направленным под углом к рабочему) сосредоточенный груз следует распределять на ширину 500 мм рабочего настила.
В случае расчета одинарного настила с расстоянием между осями досок более 150 мм. нагрузку от сосредоточенного груза следует передавать на одну доску, а при расстоянии менее 150мм на две доски.
В нашем примере полная нагрузка на 1 пог. метр распределяется на 500мм. рабочего настила:
Полная нагрузка на 1 пог. метр с ширины 0.5 м рабочего настила:
а) постоянная+ временная
нормативная qн =1.421*0.5=0.711 кН/м
расчётная qр =1.976*0.5=0.988 кН/м
б) постоянная
расчётная qрпост=0.176*0.5=0.088 кН/м
studfiles.net
4. Расчет стропил
В тех случаях, когда панели ферм имеют значительную длину (более двух метров) и расстояние между прогонами велико (это бывает как в треугольных, так и в полигональных фермах), в состав покрытия вводят дополнительный конструктивный элемент – стропильные ноги (стропила).
Рис. 7. Расчетная схема стропильной ноги
Стропила укладывают по прогонам на расстоянии от 0,7 до 1,5 м, причем в каждом пролете прогона должно быть не менее 4-5 стропил (шаг стропил, назначаемый проектировщиком, обозначен на рис. 8. буквой «с»). Поперечное сечение стропил – брус.
Непосредственно по стропильным ногам укладывают настил, расчетный пролет которого существенно сокращается, так как он делается равным расстоянию между стропильными ногами.
Расчетная схема стропильной ноги.Стропила рассчитывают как наклонные, свободно лежащие однопролетные балки (рис. 7.). Расчетный пролет принимают равным расстоянию между прогонами, измеренному по скату кровли (влиянием неразрезности стропильных ног можно пренебречь).
Расчетная вертикальная нагрузка должна быть разложена на две составляющие: нормальную к оси стропильной ноги и параллельную скату кровли, Этой последней составляющей при углах наклона кровли менее 30о пренебрегают.
Для нахождения погонной нагрузки на стропильную ногу вводят понятие ее грузовой площади. Грузовая площадь – участок общей площади кровли с которого нагрузка считается действующей только на рассчитываемую стропильную ногу (рис. 8.)
Рис. 8. Фрагмент плана покрытия здания, определение
грузовой площади стропильной ноги
Определим погонную нагрузку на стропильную ногу, с учетом того обстоятельства, что ширина грузовой площади (как это видно из рис. 8.) равна шагу стропильных ног – с.
Тогда нормативная погонная нагрузка на стропильную ногу от действия собственного веса:
,
где 
— собственный вес одного погонного метра
стропильной ноги,
— нормативная нагрузка на 1 м2от
собственного веса кровли (таблица 1).
Расчетная погонная нагрузка от действия собственного веса:
,
где 
— расчетная нагрузка на 1 м2от
собственного веса кровли (таблица 1).
Расчетная погонная нагрузка от веса снега:
,
Нормативная погонная нагрузка от веса снега:
,
Расчет по прочности стропильной ноги, работающей на поперечный изгиб, проводят по формуле:
,
где 
— изгибающие напряжения ,
— максимальный изгибающий момент от
действия
расчетных нагрузок,
— момент сопротивления поперечного
сечения .
Максимальный изгибающий момент 
для расчетной схемы, приведенной на
рис. 7. легко определить как:
,
где q иp– соответствующие расчетные погонные нагрузки на стропильную ногу,
– пролет стропильной ноги.
Расчет по деформациям (на прогиб)проводят на действие нормативных погонных нагрузок по формуле:
,
где 
— момент инерции поперечного сечения
стропильной ноги, а предельное
значение
принимается
равным 1/200 от
.
5.Расчет прогонов
Различные варианты конструкций прогонов приведены в [1]. В настоящем пособие подробно рассматривается расчет неразрезного прогона. Неразрезные прогоны являются основным решением многопролетных прогонов в покрытиях по несущим деревянным конструкциям (фермам). Выполняются они из двух досок, которые для обеспечения совместной работы ставятся рядом и скрепляются между собой по всей длине гвоздями.
Верхние пояса ферм, на которые непосредственно опираются прогоны, расположены не горизонтально, а под некоторым углом к горизонту. Поэтому поперечное сечение прогона, если не принять соответствующих конструктивных мер, будет расположено под тем же углом к вертикальной плоскости, в которой действуют все нагрузки. В этом случае прогон будет испытывать косой изгиб (рис. 9.), что вызовет резкое увеличение необходимых размеров поперечного сечения.
Рис. 9. Косой изгиб прогона
Чтобы избежать перерасхода древесины, применяют:
а) установку прогонов в вертикальной плоскости;
б) специальные конструктивные элементы, воспринимающие составляющие нагрузок, направленные вдоль ската кровли (скатные составляющие).
Установка прогонов в вертикальной плоскости дает возможность полно использовать древесину. Такая установка достигается в треугольных фермах, где угол наклона верхнего пояса велик (обычно tga=0.4 иa=22о ), при помощи специальных прокладок (рис. 10,а) и в полигональных фермах, где угол наклона верхнего пояса мал (обычноtga=0.1 иa=6о ), подрезкой верхнего пояса (рис. 10,б).
Рис. 10. Установка прогонов в вертикальной плоскости:
а — для треугольной фермы, б – для полигональной
фермы
При наклонной установке прогонов для восприятия скатных составляющих используется настил кровли. В этом случае особое значение приобретает косой защитный настил, значительно увеличивающий жесткость кровли. Оба настила пришиваются гвоздями к прогонам, и все усилия, действующие вдоль ската, передаются на коньковый прогон, который выполняется парным (рис. 11.) и специально рассчитывается или связывается с таким же прогоном с другой стороны конька.
Каждый ряд досок (всего в поперечном
сечении два ряда) представляет собой
консольно-балочную систему с шарнирами
в каждом пролете. Стыки каждой из досок
(полупрогонов) располагаются вразбежку
в зонах наименьших изгибающих моментов
неразрезной балки, нагруженной равномерно
распределенной нагрузкой, т.е. на
расстоянии 0,20-0,21
вправо и влево от опоры.
Рис. 11. Соединение стропильных ног, препятствующее косому
изгибу прогонов
Рис. 12. Неразрезной прогон
Стыки осуществляются простой приторцовкой элементов и постановкой в непосредственной близости от стыка (по обе его стороны) специального гвоздевого забоя. Такой прогон показан на рис. 12.
Для спаренного неразрезного прогона
наиболее выгодной является схема, при
которой крайние пролеты имеют меньшую
длину, равную 0,79
.
Рис. 13. Расчетная схема прогона
Расчетная схема прогона.Прогон рассчитывают как многопролетную неразрезную балку (рис. 13.), в этом случае наибольшие значения изгибающие моменты будут иметь на опорах. Их величина будет одинаковой и составит:
.
Величины прогибов во всех пролетах также будут одинаковы и равны:
.
В случае применения неразрезного прогона с равными пролетами в крайних пролетах значения момента и прогиба возрастают и будут соответственно равны:
,
.
В этом случае в пределах крайнего пролета и второй опоры (до первого шарнира во втором пролете) сечение прогона следует усилить постановкой дополнительной третьей доски.
Определение нагрузок на прогон, следует начинать с выделения грузовой пощади прогона. Из рис. 14. ясно, что ширина полосы грузовой площади прогона равнаd, в случае если верхний пояс фермы горизонтален.
Рис. 14. Грузовая площадь прогона при горизонтальном верхнем
поясе фермы
При наклонном верхнем поясе ширина грузовой полосы прогона очевидно будет равна d/cosa, гдеa- угол наклона кровли к горизонту.
Тогда нормативная погонная нагрузка на прогон от действия собственного веса (прогон установлен на верхнем поясе по схеме рис. 9. и скатную составляющую нагрузки воспринимает жесткий косой настил):
,
где 
— собственный вес одного погонного метра
прогона,
на предварительном этапе расчетов можно
принимать равным 15-25 кг/м,
— нормативная нагрузка на 1 м2от
собственного веса
кровли (таблица 1).
Расчетная погонная нагрузка от действия собственного веса:
,
где 
— расчетная нагрузка на 1 м2от
собственного веса кровли (таблица 1).
Расчетная погонная нагрузка от веса снега:
,
Нормативная погонная нагрузка от веса снега:
.
Расчет по прочности прогона, работающего на поперечный изгиб, проводят по формуле:
,
где 
— изгибающие напряжения ,
— максимальный изгибающий момент от
действия
расчетных нагрузок,
— момент сопротивления поперечного
сечения.
Максимальный изгибающий момент 
для расчетной схемы, приведенной на
рис. 13., возникает на опорах и определяется
как:
,
где q иp– соответствующие расчетные погонные нагрузки на
прогон, 
– пролет прогона.
Расчет по деформациям (на прогиб)проводят на действие нормативных погонных нагрузок по формуле:
,
где 
— момент инерции поперечного сечения
прогона, а предельное значение
принимается
равным 1/200 от пролета прогона.
Место стыка досок усиливается специально забиваемыми гвоздями (так называемый гвоздевой забой – рис. 15.).
Расчет гвоздевого забоясводится к определению количества гвоздей и назначению их диаметра.
Рис. 15. Схема к расчету гвоздевого забоя
Поперечную силу Qприходящуюся на ось гвоздевого забоя можно найти как:
.
С другой стороны поперечную силу должны воспринимать гвозди забоя, работающие на срез:
.
Приравнивая эти две силы, относительно
количества гвоздей 
можно получить формулу:
,
где 
— несущая способность одного гвоздя на
срез. Соединение односрезное несимметричное,
поэтому рассматриваются три возможных
несущих способности одного среза [1], из
которых выбирается минимальное значение.
,
,
, но не более,
где: с – толщина доски (см), а2– длина защемленной части гвоздя (см),kн– коэффициент, принимаемый по приложению 6,d– диаметр гвоздя (см). Длина а2 подсчитывается как:
,
где: 
— длина гвоздя.
studfiles.net
4. Расчёт прогонов
Подсчет нагрузок на прогон приведен в таблице 1.
Таблица 1 – Нагрузка на 1 м2 покрытия с учетом веса прогонов
Нагрузки | Нормативная нагрузка в кг/м2 | Коэффициент перегрузки | Расчётная нагрузка кг/м2 |
Кровля без утеплителя | 40 | 1,1 | 44 |
Утеплитель | 15 | 1,2 | 18 |
Прогон () | 10 | 1.1 | 11 |
Итого | gн0=65 | g0=73 | |
Снег | 80 | 1,4 | 112 |
Итого | gн0=145 кг/м2 | g0=185 кг/м2 |
Нагрузка на 1 пог. м прогона:
нормативная: qн=qн0×d=145×l,5=218 кг/м;
расчетная: q=q0×d=185×1,5=278 кг/м.
Максимальный расчетный изгибающий момент в неразрезном прогоне:
Принимаем сечение прогона 2×20×6 см.
Момент сопротивления и момент инерции сечения:
Проверка несущей способности прогона:
Проверка прогиба прогона:
Схема прогонов показана на рисунке 6.
Длина консольных частей (расстояние от опор до стыков) при равнопрогибной схеме неразрезного прогона:
Поперечная сила, которую должны воспринять гвозди с одной стороны каждого стыка при учете передачи давления от щитов равномерно по всей длине прогона:
где хгв — плечо равнодействующей гвоздевых усилий относительно оси опоры прогона;
Рисунок 6 – Дощатый нарезной прогон
Для восприятия поперечной силы Qгв принимаем гвозди d=4,5 мм, длиной 125 мм.
Несущая способность односрезного гвоздя по изгибу нагеля:
; по смятию элементов:
Необходимое количество гвоздей с одной стороны каждого стыка:
Принимаем с каждой стороны стыка по четыре гвоздя и располагаем их в два ряда. На остальной части длины прогона ставим конструктивно два гвоздя примерно через 0,5 м (рисунок 7). В целях упрощения работ по монтажу в пролетных частях прогонов гвозди забиваем по шаблону до подъема их; в консольных участках прогонов гвозди забиваем на глубину одной доски, добивая их до отказа во вторые доски прогонов после установки на место.
Для восприятия прогоном поперечной силы сжатого пояса основных несущих конструкций к каждой из досок прогона заранее прибиваем по две прибоины сечением 5X8 см и длиной 30 см тремя гвоздями d = 5 мм, l=150 мм. Каждая пара таких прибоин способна воспринять усилие (на каждые 1,5 м длины пояса)
Соответствующее этому поперечному усилию Q возможное про дольное усилие Nc в раскрепленном сжатом поясе основной несущей конструкции (балки):
5. Расчёт клеенной многослойной балки
5.1. Расчёнагрузок на 1 погонный метр балки
Расчетный пролет балки l= 12м. Расстояние между балками s=6 м. Уклон кровли i=tga=0,l2.
В соответствии с рекомендуемым отношением высоты балки в середине пролета h к величине перекрываемого пролета l в пределах принимаем высоту балки:
При принятом уклоне кровли tgα=0,l2 высота балки на поре:
Поперечное сечение балки проектируем прямоугольным и составляем балку из досок толщиной 5 см: с двухсторонней острожкой их по пластям на глубину 3 мм. Расчетная толщина досок δ=5 — 2×0,3=4,4 см. При этой толщине досок балку собираем из 27 слоев досок в середине пролета и 11 слоев досок в опорном сечении балки.
Собственный вес балки gбн, определяем по нормативным нагрузкам при коэффициенте ксн =5:
где q0н — нормативная нагрузка покрытия в кг/м2 плана.
Нагрузка на 1 пог. м балки:
нормативная: кг/м2;
расчетная:
studfiles.net
2.4.3. Расчёт прогонов кровли
3.4.3.1. Назначение конструкции прогонов кровли
Принимаем неразрезные прогоны из спаренных досок. Многопролётные (10 — пролётные при длине здания 46 м) неразрезные прогоны выполняются из спаренных досок, стыки которых располагаются в разбежку на расстоянии 0,97 м (0,21L) от опор. Доски прогонов между собой соединяются конструктивно гвоздями с шагом 49 см. Шаг прогонов, принятый при расчёте настила, равен 1,5 м. Так как скатная составляющая воспринимается двойным перекрёстным настилом, расчёт прогона ведётся на составляющую нагрузки, нормальную скату кровли (рисунок 5).
Принимаем
равнопрогибное решение многопролётных
прогонов. Так как все пролёты по заданию
равны, на первых промежуточных опорах
моменты 
,
а прогиб в крайнем пролёте
.
На всех остальных промежуточных опорах
,
а максимальные прогибы в промежуточных
пролетах
.
При этом следует учитывать, что опорная
реакция на первой промежуточной ферме
на 13 % больше, чем на остальных, что
требует усиления этой фермы.
3.4.3.2. Сбор нагрузок на прогон
Таблица 2 — Нагрузки на прогон
Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м | | Расчетная нагрузка, кН/м |
1. Трёхслойная рулонная кровля | 0,1343 | 1,3 | 0,1745 |
2. Защитный настил | 0,1932 | 1,1 | 0,2125 |
3. Рабочий настил | 0,1095 | 1,1 | 0,1205 |
4. Утеплитель | 0,0900 | 1,3 | 0,1170 |
5. Пароизоляция (три слоя) | 0,0448 | 1,3 | 0,0582 |
6. Доски подшивки | 0,2196 | 1,1 | 0,2416 |
7. Прогон из спаренных досок | 0,088 | 1,1 | 0,0968 |
ИТОГО: постоянная нагрузка | 0,8794 | 1,0211 | |
8. Снеговая нагрузка | 1,24 | 1,6 | 1,98 |
ИТОГО: полная нагрузка | 2,1194 | 3,0011 |
Вычисляем момент на промежуточных опорах:
.
Момент сопротивления сечения:
.
Момент инерции:
.
Проверка прочности:
.
Проверка прогиба:
.
При попытке уменьшить ширину доски прогонов проверка прочности не прошла. Поэтому оставляем ширину доски 180 мм.
Выполняем проверки прочности и прогиба в крайних пролётах.
Момент на первой промежуточной опоре:
.
Проверка прочности:
.
Проверка выполняется.
Проверка прогиба в крайнем пролёте:
.
Проверка выполняется.
Рассчитываем гвоздевой забой в стыке прогона.
Расстояние от оси опоры до стыка (длина консоли) . Принимаем а = 0,97м.
Расстояние от оси опоры до центра размещения гвоздей 4×120 при однорядной их расстановке .
Несущая способность одного среза гвоздя:
кН.
Требуемое количество гвоздей с каждой стороны стыка:
.
Принимаем 4 штуки.
Рисунок 6 — Схема гвоздевого забоя
studfiles.net
Расчет прогонов
Зададимся диаметром прогона 0,30 м и расстоянием между прогонами l=0,7 м
Тогда, моменты инерции накатин и прогона будут соответственно равны:
Определяем коэффициент поперечной установки:
Т. к. 
,
то усилие распределяется на 3 прогона
и ординаты линии влияния определяются
по формулам:
Линию влияния загружаем задними осями утяжеленного автомобиля и определяем соответствующие ординаты:
Таким образом, усилие, приходящееся на 3-й прогон:
Расчётная временная нагрузка при этом равна:
Собственный вес пролётного строения, приходящийся на 1 прогон складывается из:
Веса досок защитного настила:
Веса накатин:
,
Веса прогонов:
где n – кол-во элементов, приходящихся на 1 прогон, ρ – плотность дерева, V – объём элемента, γf– коэффициент перегрузки.
,
К=1/2*у=1/2*0,5=0,25
W=1/2*0.75*3=1.125-площадь эпюры
Суммарный момент
в середине пролёта от нагрузок 
и
будет равен:
Проверяем сечение прогона, которым задались вначале, по формуле:
,
где Rи = 1550 т/м2– расчетное
сопротивление на изгиб для бревен с
сохранением естественной коничности, W = 2590 см3– момент
сопротивления сечения прогона.
Принимаем диаметр прогона 30 см.
При проектирование рассчитывается один прогон, остальные назначаются такого же диаметра.
Расчет поперечин
Чтобы подобрать сечение поперечной балки, необходимо определить в ней максимальный изгибающий момент в середине пролёта. Сначала определяем силу вдоль моста от нагрузки, затем прикладываем ее к оси нагрузки поперек моста и считаем расчетный момент в середине пролета с помощью линии влияния изгибающего момента:
W=6*1/2*1=3м^2-площадь
эпюры
Р=11*(1+0,5)*1,5+1,1*W*1,2=28,71 т/с
Собственный вес пролётного строения, действующий на одну поперечину складывается из:
Веса досок защитного настила:
Веса накатин:
Веса прогонов:
Веса колесоотбойных брусьев:
Веса самой поперечной балки, представляющей собой составную конструкцию:
Примем диаметр одного бревна поперечины 32 см.
,
где n – кол-во элементов, приходящихся на 1 прогон, ρ – плотность дерева, V – объём элемента, γf– коэффициент перегрузки.
Момент в середине пролёта от собственного веса:
Максимальный изгибающий момент в середине пролёта:
=Р/2*0,75=28,71/2*0,75=10,766 
Суммарный момент:
Проверяем сечение поперечины, которым задались ранее, по формуле:
,
где Rи = 1550 т/м2– расчетное
сопротивление на изгиб для бревен с
сохранением естественной конечности, W =3250 см3–
момент сопротивления сечения поперечины.
Берем пакет из 4 поперечин.
Принимаем диаметр одного бревна поперечины 32 см.
Определение собственного веса пролетного строения
название | количество | нормативный вес | коэф | расчетный вес на пролет |
поручень | 2 | 0,210 | 1,2 | 0,504 |
стойка | 32 | 0,008 | 1,2 | 0,323 |
заперильный брус | 2 | 0,210 | 1,2 | 0,504 |
настил | 61 | 0,206 | 1,5 | 18,831 |
накатины | 110 | 0,190 | 1,2 | 25,082 |
прогоны | 130 | 0,147 | 1,2 | 22,965 |
поперечные балки | 10 | 1,661 | 1,2 | 19,933 |
колесоотбойный брус | 4 | 1,313 | 1,2 | 6,300 |
главные фермы | 3 | 22,736 | 1,2 | 81,851 |
176,292 |
Собственный вес, приходящийся на одну главную ферму, прикладывается к ней в виде нагрузки, равномерно распределенной по длине фермы:
studfiles.net
2.4. Расчет рядового прогона. Сбор нагруюк
Проектируем неразрезные прогоны сечением из двух спаренных досок. По эстетическим соображениям применяем строганые доски. Для подсчета нагрузок предварительно задаемся сечением прогона bxh = 10,4×21,5 см (прил. М). Для крепления листов СПК но четырем сторонам поверх прогонок укладываем бруски такой же высоты, как и обрешетка b x h=5,2×6,5 см. Постоянная нагрузка на прогон подсчитана в табл. 2.2.
Таблица 2.2 Расчетная постоянная нагрузка на прогон, кПа
Элементы и нагрузки | Эксплуатационное значение нагрузки | γfm | Предельное значение нагрузки |
Нагрузка на обрешетку из табл. 4.1. | 0,060 | 0,067 | |
Прогон 0,104*0,215*6/1,33 | 0,101 | 1.1 | 0.111 |
Брусок 0,052*0,065*6/1,33 | 0,012 | 1,1 | 0.014 |
ВСЕГО | pпрг.е. = 0,173 | pпрг.m. = 0,192 |
Нормальная состандяющая расчетной предельной нагрузки на рядовой прогон (сочетание постоянная плюс снеговая)
кН/м
Нормальная составляющая расчетного сочетания эксплуатационной постоянной и снеговой квазипостоянной нагрузок на рядовой прогон.
кН/м
Скатную составляющую через листы СПК передаем на сфопильные конструкции.
Усилия в рядовом прогоне
Схема неразрезных прогонов показана на рис. 2.2.
2–прогон
3–дополнительная доска, усиливающая прогон в крайнем пролете
Неразрезные прогоны рассчитываем по равнопрогибной схеме. Пролет прогона равен шагу стропильных конструкций lпрг=4,22 м. Изгибающий момент в расчетном сечении (на опоре)
Расчет рядового прогона по прочности нормальных сечений
Требуемый момент сопротивления прогона
см3
Размеры сечения подбираем по большему из двух требуемых моментов сопротивления. По прил. М принимаем ширину прогона из двух досок с учетом острожки b = 2*5,2=10.4 см и находим высоту сечения
см.
По прил. М принимаем прогоны из спаренных досок сечением: до острожки — 6×12,5 см. после ocтрожки – 5,2х11,5 см. В крайних пролетах ставим дополнительную доску такого же сечения.
Проверка прогиба рядового прогона
Момент инерции сечения
Определяем максимальный прогиб прогона от нормальной составляющей расчетного сочетания эксплуатационной постоянной и квазипостоянной снеговой нагрузок
см
Предельный
прогиб определяем по прил. С и предварительно
берем меньшее
значение без интерполяции 
.
Относительное значение прогиба
Жесткость рядового прогона обеспечена.
Расчет стыка досок
Деформированная схема стыка показана на рис. 2.3.
В стыках досок прогонов используем гвозди диаметром d = 4 мм = 0,4 см, длиной lгв=100 мм. Расстояние от гвоздя до торца доски и между гвоздями вдоль волокон S1 = 15d= =15*0,4 = 6 см.
Расстояние от оси до гвоздевого соединения
см
Усилие, воспринимаемое гвоздевым соединением
кН
Расчетная длина защемления гвоздя с учетом нормируемого предельного зазора между досками δш=2 мм при толщине доски δд=5,2 см.
В расчете нагельного (гвоздевого) соединения:
—
толщина более тонкого элемента 
см
— толщина более толстого элемента см
Находим отношение
По прил. Т, находим коэффициент
Находим несущую способность одного среза одного гвоздя из условий:
— смятия в более толстом элементе
— смятия в более тонком элементе
— изгиба гвоздя
— но не более
Из четырех значении выбираем наименьшее Т=0,56 кН
Необходимое число гвоздей
Принимаем ближайшее четное значение nгв = 4.
Проверяем возможность установки 1 ряда в 4 гвоздя. Расстояние между гвоздями поперек волокон древесины . Расстояние от крайнего гвоздя до продольной кромки доски.
По высоте прогона h = 11,5 см должно поместится
см < 11,5 см
Установка гвоздей возможна.
studfiles.net