Проектирование конструкций выставочного павильона в г. Соликамск

    Величину  расчетной снеговой нагрузки определяем в зависимости от снегового района и коэффициента : ,

где – расчетное значение снеговой нагрузки для V снегового района, определенное [1, табл. 4];

 – коэффициент перехода  от веса снегового покрова  земли к снеговой нагрузке  покрытия, определенный по [1, прил. 3].

    

    

    Нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением расчетного значения на коэффициент 0,7:

      

 

    Рис.2. Схема расположения несущих конструкций (в плане) и раскладка плит. 

    Рис.3. Схема плиты покрытия. 
 

    1.4. Статический расчет

    Плита рассчитывается как балка на двух опорах. Расчетная схема плиты покрытия изображена на рис.4.

    При определении расчетных нагрузок необходимо учесть уклон кровли и  расчетную ширину плиты покрытия – 1,5м (плиты рассчитываются только на составляющие нагрузок, перпендикулярные скату кровли). 

    

    Рис.4. Расчетная схема плиты покрытия.

    Нормативная погонная нагрузка:

    

    Расчетная погонная нагрузка:

    

    Ширина  площадки опирания – 11см, расчетный пролет плиты

    Расчетный изгибающий момент:

    

    Поперечная  сила:

      

    1.5. Геометрические характеристики

    Расчет клеефанерных конструкций выполняем по методу приведенного поперечного сечения в соответствии с п. 4.25 [2].

    Расчетная ширина фанерных обшивок 

    

 

    Рис.5. Приведенное сечение плиты покрытия.

    Геометрические характеристики плиты приводим к фанере с помощью коэффициента приведения:

     ,

где – модуль упругости древесины, определенный по [2, п. 3.5],

– модуль упругости бакелизированной фанеры марки ФБС, определенный по [2, табл. 11]

    Приведенная площадь поперечного сечения 

     ,

    Приведенный статический момент поперечного  сечения плиты относительно нижней плоскости общивки:

    

    Расстояние  от нижней грани до нейтральной оси сечения:

    

    Расстояние  от нейтральной оси до верхней  грани плиты:

    

    Приведенный момент инерции плиты относительно нейтральной оси:

    Приведенный момент сопротивления сечения относительно нижней грани:

     .

    Приведенный момент сопротивления сечения относительно верхней грани:

      

    1.6. Конструктивный расчет

    Напряжения  в нижней растянутой обшивке

     ,

где – расчетное сопротивление фанеры растяжению в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев, равное:

    

,

где – нормативное сопротивление фанеры растяжению в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев, определенное по [2, табл. 10],

– коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки, при отсутствии стыков принимаемый равным 1,0 [1, п. 4.23],

.

    Напряжения  в растянутой обшивке:

     . 
 
 
 

    Расчет  на устойчивость верхней сжатой обшивки производится по формуле:

     ,

где – расчетное сопротивление фанеры сжатию в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев, равное:

    

,

где – нормативное сопротивление фанеры сжатию в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев, определенное по [2, табл. 10],

 – коэффициент продольного  изгиба, равный при расстоянии  между продольными ребрами в свету ( ) и толщине верхней обшивки :

    

    Напряжения  в сжатой обшивке:

     .

    Устойчивость  верхней обшивки обеспечена. 

    Расчет  на скалывание по клеевому шву фанерной обшивки в пределах ширины продольных ребер производим по формуле:

     ,

где – приведенный статический момент верхней обшивки относительно нейтральной оси;

 – расчетное сопротивление фанеры скалыванию в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев, равное:

    

,

где – нормативное сопротивление фанеры скалыванию в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев, определенное по [2, табл. 10],

    Касательные напряжения

     . 

    Относительный прогиб плиты от нормативных нагрузок

     ,

    Прогиб  клееных элементов из фанеры с  древесиной следует определять, принимая жесткость сечения равной [2, п. 4.34].

      – предельный прогиб плиты  покрытия [2, табл. 16].

    

    Подобранное сечение удовлетворяет требованиям  прочности и жесткости. 

    2. Расчет купола

    Расчет  купола выполняем по приближенному, упрошенному методу, который практически не отличается от расчета плоских трехшарнирных арок. Суть метода состоит в разделении пространственной системы на отдельные плоские арки и введения ряда допущений: две арки прерванные кружальным кольцом условно рассматриваются как единая арка с шарниром в коньке; при расчете на несимметричные нагрузки упругий отпор арок, расположенный под углом к рассматриваемой арке не учитывается; ветровую нагрузку при расчете арки не учитываем.

    2.1. Геометрические размеры купола

    

    Рис. 6. Геометрическая схема купола.

    Расстояние  между арками по низу – 5,89м. Количество арок – 17шт.

    Радиус  кривизны .

    Угол  наклона опорного радиуса R к горизонту

       .

    Центральный угол .

    Длина дуги полуарки

    Количество  панелей на полуарке 24шт. Радиус верхнего кольца

    Расстояние  от опоры арки до места, где угол наклона касательной к горизонтали  равен 50⁰:

    

    Здание  отапливаемое с температурно-влажностными условиями эксплуатации конструкций – А2 – внутри отапливаемых помещений при температуре до 35⁰С и относительной влажности воздуха 60%. 
 

    2.2. Сбор нагрузок  на арку

    2.2.1. Постоянная нагрузка

    Сбор нагрузок производи в табличной форме в зависимости от состава кровли. 

    Таблица 3

 

    Собственный вес арки вычисляем по приблизительной  формуле:

     ,

где    – нормативная нагрузка от собственного веса покрытия;

 – нормативная снеговая  нагрузка на покрытие;

    Величину  расчетной снеговой нагрузки определяем в зависимости от снегового района и коэффициента : ,

где – расчетное значение снеговой нагрузки для V снегового района, определенное [1, табл. 4];

 – коэффициент перехода  от веса снегового покрова  земли к снеговой нагрузке  покрытия,

    

    Нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением расчетного значения на коэффициент 0,7:

    

– коэффициент собственной массы  несущей конструкции;

– пролет несущей конструкции. 

    Расчетная погонная нагрузка на раму

     ,

где – шаг арок.

Рис. 7. Схема приложения постоянной нагрузки на арку. 
 

2. Снеговая  нагрузка

    Величину  расчетной снеговой нагрузки определяем в зависимости от снегового района и коэффициента :

     ,

где – расчетное значение снеговой нагрузки для V снегового района;

 – коэффициент перехода  от веса снегового покрова  земли к снеговой нагрузке покрытия.

 

    Полная  расчетная погонная снеговая нагрузка на арку

     ,

где – шаг арок в месте действия максимальной снеговой нагрузки. 

    Рис. 8. Схема приложения снеговой нагрузки на арку.

 

    2.3. Определение расчетных усилий в элементах арки