|
| |
  |
Перейти на главную Журналы н-I-+-
 Рис, 31. Балки иа пластинчатых нагелях: а - общий вид брусчатой балки из трех брусьев; б - то же, из двух окантованных бревен; в - деталь опорной части; / - брусья; 2 -монтажные болты; 3 - опорная подушка; 4 - бревна; 5 - анкерный болт; б - пластинчатые сквозные нагели; 7 - прорези; S - пластинчатые глухие нагели  Рис. 32. Брусчатая балка на вклеенных стержнях: / - брусья; 2 - вклеенные стержни; 3 - опорная подушка где I - длина балки; б = 0,2 см - расчетная деформация нагелей; Пш- число швов в балке; ha- расстояние между, осями крайних брусьев. По концам балок ставят по одному стяжному болту. При ширине брусьев или окантованных бревен Ь-<:15 см пластинки ставят сквозные, а при Ь > 15 см - глухие. При использовании древесины с повышенной влажностью рекомендуется до сборки балок в брусьях сделать продольные пропилы (рис. 31, сеч. 1-1). Балки рассчитывают как составные элементы на податливых связях (см. 1.3) без учета ослабления гнездами. Число пластинчатых нагелей определяют по формуле (20), а при равномерно распределенной нагрузке на балке при постановке нагелей только в крайних участках длиной по 0,4/ по формуле 1,2Мбр Ппл - 1 т » (ОО) бр-пл где Тпл - расчетная несущая способность пластинчатого нагеля, кН, равная Тпл = 0,75Ьпл, (89) где Ьил - ширина нагеля, принимаемая, см: при сквозных нагелях Ьпл = Ь; при глухих - бпл == 0,56 (рис. 31); /г = 1,2 -учитывает отсутствие нагелей в середине балки. Балки на вклеенных стержнях находятся в стадии исследования и экспериментальной проверки. Брусья соединяют между собой с помощью вертикально или наклонно вклеенных в древесину стальных стержней периодического профиля классов А-П и A-III (ГОСТ 5781-82*). Для вклеивания применяют эпоксидные клеи с наполнителями. Стержни устанавливают в крайних от опор третях пролета (рис. 32). До разработки официальных норм проектирования балки на вклеенных стержнях можно рассчитывать как составные элементы на податливых связях. Расчетную несущую способность вклеенных стержней при работе их на сдвиг в составных балках определяют по формуле (52). Пример 2. Односкатные балки покрытия Спроектировать и рассчитать балки покрытия боковых пролетов отапливаемого производственного здания с условиями эксплуатации AI в Черниговской области. Плиты покрытия фанерные с деревянным каркасом и утеплителем из ми-нераловатных плит толщиной 50 мм, плотностью 100 кг/м (ГОСТ 10140-80). Расстояние между осями стен 9 м, шаг несущих конструкций 4,5 м. Класс надежности здания II, у== 0,95. Выбор конструктивной схемы балок. Балки проектируем в трех вариантах: клееная дощатая, клееная дощатая армированная и фанерная с волнистой стенкой. Материалы: сосновые доски 2-го сорта (ГОСТ 8486-86 Е), фанера марки ФСФ и арматура класса АП (ГОСТ 5781-82 *). Статической расчет. Нагрузки от веса покрытия принимаем по типовому проекту и вычисляем в табл. 26. Таблица 26. Нагрузки, кН/м
Для Черниговской области [20]: so= 0,7 кН/м; р, = 1; й = 0,8; Y/= 1,6. Нагрузку от собственного веса определяем по формуле (1): Se.Q = 0,07 кН/м; g 3 = 0,079 кН/м. Полная нагрузка на 1 м балки: (0,931 -f 0,07) 0,95 • 4,5 = 4,38 кН/м = 0,0438 кН/см; q = (1,329 -Ь 0,079) 0,95 4,5 = 6,02 кН/м= 0,0602 кН/см: М = 0,0602 . 870V8 = 56,96 кН - см; Q = 0,0602 • 870/2 = 26,19 кН. Конструктивный расчет. 1 вариант. Клееная дощатая балка. Высота балки h = 15 = 870/15 = 58 см (табл. 24) с учетом сортамента досок при толщине доски после острожки а = 3,3 см, Л = 3,3 • 17 = 56,1 см. Принимаем расчетный пролет с учетом опирания / = 870 см; ширину балки наименьшей из монтажных условий 6 = 11 ом. Геометрические характеристики: /= И • 56,13/12 = 161845 см*; W = = 11 • 56,1V6 = 5770 смЗ; S = 11 • 56,12/8 = 4327 см". Нормальные напряжения определяем по формуле (11) : а = 5696/5770 X X 0,98 = 1,01 кН/см2 = 10,1 МПа < /?„= 13 МПа, где 0,98 (табл. 6). Касательные напряжения находим по формуле (13): 26 19 4327 т = jgjgg . = 0,064 кН/см2 = 0,64 МПа < /?<. = 1,5 МПа. Устойчивость плоской формы деформирования, согласно формулам (16) и (17), о = 5696/1,16 • 5770 = 0,856 кН/см = 8,56 МПа < 13 МПа, IP . 1,13 где Фм = 140 300.56,1 .0,98 =6; k(= 1,13 (табл. 15); йжМ о= 300 см - расстояние между узлами поперечных связей. Прогиб определяем по формуле (14): 5 О 0438 870* / = 384.>-1б1845 [1 + 9.2 (56,1/870)] = 2,18 см; /= 2,18/870 1/399 </пр= 1/300, где fe = 1; с = 15,4 -f 3,8 • 1 = 19,2 (табл. 13). Конструктивный расчет с применением микроЭВМ БЗ-34. Принимаем 6= 11 см, /г= 59,4 см. Расстояние между узлами поперечных связей /о= 300 см; йф= 1,13; /Иб= 0,98; к.м= 1- По табл. 27, в которой приведена программа конструктивного расчета, последовательно вычисляем и фиксируем на световом табло: нормальные напряжения при проверке прочности и устойчивости плоской формы деформирования, касательные напряжения, меру прогиба /. При вычислении напряжений необходимо ввести следующие исходые данные в регистры памяти, которые указаны после стрелок: g«= 0,0438-»- 1; ? = 0,0602 - 2; /= 870- 3; 6=11-4; /1=59,45; /5= 0,986; /„= 300-7; Лф= 1,13-9; коэффициент, равный 140->• А. Все силовые факторы вводим в машину в ки-лоньютонах, геометрические - в сантиметрах. После нажатия клавиши С/П машина начинает работу и останавливается, вычислив нормальные напряжения (формула (И), адреса в программе с 00 по 18). Для дальнейшей работы снова нажимаем клавишу С/П. Теперь на световом табло представлены нормальные напряжения, определенные из условия устойчивости плоской формы деформирования (формула (16), адреса в программе с 19 по 32). При следующем нажатии клавиши С/П вычисляем касательные напряжения (формула (13), адреса в программе с 33 по 56). Для определения прогиба по зависимости (14) вводим коэффициенты и модуль упругости по схеме : 384 \ 5 С/П 10,00 С/П 15,4 t 3,8 С/П. Эти числовые данные не заносятся в регистры памяти, поэтому при очередном нажатии клавиши С/П машина выполняет команды, записанные в программе с 57 по 61 адрес. С 62 по 86 адрес в программе осуществляется подсчет величины /. Коэффициенты вводят строго в той последовательности, которая приведена выше. При очередном использовании программы данные первого ввода сохраняются в ячейках памяти, а ввод коэффициентов для подсчета / необходимо каждый раз повторять. Результаты конструктивного расчета клееной балки приведены в табл. 28. Анализируя ее первую строку, отмечаем, что все проверки выполнены с запасом, поэтому целесообразно уменьшить размеры поперечного сечения балки за счет ее высоты, так как ширина принята минимальной. Для этого вводим размер толщины доски «а» и нажимаем клавишу С/П. В программе с 87 по 92 адрес реализовано уменьшение высоты балки на размер «а» и осуществлен безусловный переход на начало программы для ее повторного прохождения. После первой индикации результата вычислений и занесения его в табл. 28 устанавливаем, какую величину имеет новая высота балки. Для этого нажимаем клавиши ИП 5, и на табло появляется текущее Таблица 27. Программа расчета клееной балки Адрес Команда X ИПД ПС ИП6 ИП4 Fx2 ИП9 X ИП7 X ИП5 Адрес Команда "дрес Команда
ИП5 ИПЗ -i- Fx2 ИПС + ПС ИПЗ Fx2 ИПЗ X ИП 1 X ИПВ -> X С/П ИП5 П5 БП 00 Таблица 28. Результаты конструктивного расчета балки 65 63 13 22 6 12 01 10 4[ 63 22 63 12 61 12 6L 14 13 6[ 13
значение высоты балки. Затем нажимаем клавишу С/П и дальше работаем по программе, вычисляя и занося в табл. 28 результаты вычислений. Наиболее выгодно по расходу материала сечение по варианту 3 высоты балки, которое окончательно принимаем. В варианте 4 не обеспечена жесткость балки. При проведении расчетов необходимо следить за изменением коэффициента mg, определяемого по табл. 6 (остальные коэффициенты в данном примере не меняются). Если при последующих вычислениях можно и дальше уменьшать высоту сечения балки, принимают иовое значение коэффициента и заносят его в регистр памяти 6. При эксплуатации программы рекомендуется после ее набора выполнить приведенный пример (без применения ЭВМ), который может считаться контрольным, а затем приступить к расчету на ЭВМ. Эту программу можно модернизировать для расчета балки переменного поперечного сечения. Если программа не помещается в памяти машины (последний адрес 98), ее можно разбить на две части. Сначала вычислять напряжения в балке по одной программе, а затем по самостоятельной программе проверять жесткость и т.д. В данном примере ширина балки была принята минимальной из монтажных условий. В других случаях, когда ширина балки допускает варьирование, необходимо в табл. 27 изменить адреса 87 и 90, выполнив в них команды соответственно ИП 4 и П 4, которые имеют коды 64 и 44, после чего вводим в этом месте программы новую ширину балки. 2-й вариант. Клееная дощатая армированная балка (рис. 28, г). Принимаем симметричное армирование балки с ц = 1 %. Подбираем сечение, чтобы приведенный момент инерции армированной балки был не меньше момента инерции балки (наиболее экономичный вариант, табл. 28) без армирования, то есть /jjp « /. Для конструктивного расчета используем программу вычисления приведенных характеристик (табл. 29). Таблица 29-. Программа вычисления приведенных характеристик балки
Для работы программы необходимо ввести следующие исходные данные (регистры памяти указаны после стрелок): h = 52,8-»- 5; я = 21 6; j, = 0,01 8, где h - высота балки без армирования, полученная из примера расчета по 1 варианту (строка 3 табл. 28); я = 2,1 • 10/10*= 21 - отношение модулей упругости стали и древесины; л - процент армирования, выраженный в долях процента. Начиная с нулевого адреса по 16, ЭВМ определяет высоту балки с арматурой h = 44,86 см. С учетом сортамента досок h - 3,3 • 14 = 46,2 м. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
