Проектирование деревянной арки

 

Содержание :

                                                                                                                       

1. Исходные данные                                                                           3

2. Конструирование  и расчёт панели покрытия                                   3                  

3. Геометрические параметры  оси арки                              9

4. Сбор нагрузок                                                                                                          9

5. Усилия в арке           11

6. Подбор сечения  арке                                                                                              16

7. Список использованной литературы                                                                     18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запроектировать трехшарнирную дощатоклееную арку круглого очертания для покрытия.

Поперечный  разрез и план арочного покрытия

Кровля из оцинкованной стали; Плиты покрытия размером 1,2 ´ 6 м;

Гнутоклееная арка 220 ´ 1260

Исходные данные

Арка постоянного прямоугольного сечения, пролет l = 36 м, стрела подъема f = 18 м, при шаге 6,0 м, опоры железобетонные Район строительства III по снеговой нагрузке.

Ограждающая часть покрытия состоит из плит размером 1,5 ´ 6,0 м, укладываемых непосредственно на арки. По плитам устраивается рубероидная кровля.

Устойчивость арок из плоскости обеспечивается продольными  деревянными ребрами плит. Продольные ребра плит прикреплены к верхним граням арок, а в коньке и пятах полуарок поставлены продольные элементы с упором в боковые грани арок.

 

Конструирования и расчета панелей покрытия.

 

Рассчитываемыми в данном разделе ограждающими конструкциями  являются панели покрытия.

Плиты покрытия классифицируются по следующим признакам:

    • теплотехническим свойствам (утепленные и неутепленные);
    • конструкции кровли (под рулонную кровлю или жесткую с применением волнистых асбестоцементных листов с уклоном 25 – 33%, стального профилированного настила);
    • материалом обшивок (с обшивкой из водостойкой фанеры, плоских асбестоцементных листов, листовых материалов на основе пластмасс);
    • способу соединения каркаса с обшивкой (на водостойких клеях, в этом случае плита является монолитной конструкцией, либо на шурупах).

В соответствии с данной классификацией и заданием на проектирование принимаем следующие параметры  проектируемых ограждающих конструкций:

  • плиты неутепленные, под рулонную кровлю, клеефанерные;
  • по табл. 2 СНиП II-25-80 фанера соединяется с деревянным каркасом клеем марки ФР-12 по ТУ 6-05-1748-75;
  • ребра из сосновых досок II сорта;

 

Принимаются размеры  плит:

    • ширина bп = 1200 мм;
    • высота 1/30 … 1/35 пролета - 200 мм;
    • длина 6000 мм (в соответствии с шагом несущих конструкций).

Номинальные размеры  плиты в плане: 1,18 х 5,98 м.

Обшивка клеефанерной плиты  изготавливается из водостойкой  фанеры марки ФСФ (ГОСТ 3916-69). Толщина  верхней и нижней фанерных обшивок  принимается равной 10 мм. Направление наружных волокон слоев фанеры обшивок принимается продольным с целью обеспечения полноценного стыкования листов фанеры на «ус» при склеивании их в виде непрерывной линии. Длина «уса» принимается равной 120 мм.

Каркас панели состоит  из сосновых досок II сорта, для которых взяты черновые заготовки по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов сечением 50 х 200 мм. После сушки до 12% влажности и четырехстороннего фрезерования для склейки применяются чистые доски сечением 42 х 192 мм.

 

  1. Компоновка рабочего сечения панели.

 

    1. Расчет основных параметров.

-    расчетный  пролет панели:

.

-    высота панели  с учетом определенных толщин  материалов:

.

-    расстояние  между ребрами в осях (3 продольных  ребра):

.

1 – боковые трапециевидные бруски;

2 – продольные ребра из досок;

3 – поперечные ребра из досок;

4 – обшивка из фанеры толщиной 10 мм;

5 – пароизоляция толщиной 0,2 мм.

 

    1. Таблица нормативных и расчетных нагрузок на панель покрытия.

По скомпонованному  сечению панели составим таблицу 1 нормативных и расчетных нагрузок на 1 м2 панели.

Значения  нагрузок, действующих на панель ограждающей  конструкции

                                                                                                                     таблица 1

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка,  кН/м2

Коэффициент перегрузки

Расчетная нагрузка,  кН/м2

1

2

3

4

Постоянная

     

Кровля из руберойда 

0,150

1,10

0,165

Продольные ребра каркаса

     

 

0,103

1,10

0,114

Поперечные ребра каркаса

     

0,054

1,10

0,060

Пароизоляция

0,02

1,20

0,024

Фанера ФСФ

     

dф×gф = 0,010×7,0

0,070

1,10

0,077

Итого: постоянная нагрузка

0,397

 

0,440

Временная

     

Снег

0,5

1,60

0,8

Полная нагрузка:

0,897

 

1,24

       
       

-    коэффициент надежности по снеговой нагрузке определяем по п. 5.7 СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» из соотношения нормативной постоянной нагрузки покрытия к весу снегового покрова:

, тогда gf=1,6.

-    полная нагрузка  на 1 пог. м панели:

    • нормативная:   ;
    • расчетная:   .

 

    1. Расчетные характеристики материалов.

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

расчетное сопротивление растяжению  Rф.р. = 14 МПа;

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

модуль упругости     Еф = 9000 МПа.

Для древесины ребер  по табл. 3 СНиП II-25-80:

расчетное сопротивление  изгибу   Rдр.и. = 13 МПа;

модуль упругости     Едр = 10000 МПа.

В соответствии с п. 4.23 СНиП II-25-80 расчет клееных элементов из древесины и фанеры следует выполнять по методу приведенного поперечного сечения. Для этого определим геометрические и физические характеристики такого сечения.

 

    1. Геометрические характеристики сечения.

-    расчетная  ширина фанерной обшивки по 4.25 СНиП II-25-80:

при , тогда  ,

где l – пролет плиты l = 6,0 м;

b – полная ширина сечения плиты b = 1,18 м;

a – расстояние между продольными ребрами по осям а = 0,527 м.

Геометрические характеристики панели приводим к древесине ребер.

-    приведенная площадь поперечного сечения:

;

-    приведенный статический момент поперечного сечения панели относительно

оси О-О:

;

-    расстояние от оси О-О до нейтральной оси панели х – х:

;

-    расстояние от нейтральной оси панели х – х до наружной грани фанерной обшивки:

;

-    расстояние от нейтральной оси панели х – х до центра тяжести ребер:

;

-    момент инерции фанерной обшивки относительно нейтральной оси панели х – х (без учета момента инерции фанерной обшивки относительно собственной оси):

;

-    момент инерции ребер относительно нейтральной оси панели х – х:

;

 

 

 

 

 

-    приведенный к древесине момент инерции панели, преобразуя формулу (40) СНиП II-25-80 определим:

;

-    приведенный  к фанере момент инерции, по формуле (40) СНиП II-25-80:

.

    1. Проверка панели на прочность.

-    максимальный изгибающий момент:

.

Анализируя и комбинируя формулы (38) и (39) СНиП II-25-80 получаем выражение, позволяющее определить напряжения в растянутой обшивке и выполнить ее проверку на прочность:

;

-    напряжение в продольных ребрах, работающих на изгиб:

.

В соответствии с п. 4.27 СНиП II-25-80, проверка скалывающих напряжений по клеевому слою между шпонами фанерной обшивки в зоне приклейки продольных ребер каркаса производится по формуле (42) СНиП:

.

-    поперечная сила панели равна ее опорным реакциям

.

-    приведенный статический момент фанерной обшивки относительно нейтральной оси х – х:

.

-    расчетная ширина клеевого соединения:

.

-    касательные  напряжения:

.

Проверка прочности  по всем пунктам удовлетворена.

 

    1. Проверка панели на прогиб.

 

qн = 0,897 кН/м = 0,00897 кН/см;

Едр = 10000 МПа = 1000 кН/см2.

-    относительный  изгиб панели:

, где

1/200 -  предельный прогиб в панелях покрытий согласно табл. 16 СНиП II-25-80.

 

 

 

 

Геометрические размеры оси арки

При расчетном пролете l =36 м и стреле подъема ее f = 18 м радиус арки находим по формуле

r = (l2 + 4f2)/(8f) = (362 + 4×182)/(8×18) = 18 м;

центральный угол дуги полуарки α определяем из выражения:

cos α = (r - f)/r = (18 - 18)/18 = 0

откуда α = 90°. Центральный угол дуги арки 2α =180°, длина дуги арки

S = (πr×2α)/180° = (3,14×18×180°)/180° = 56,52 м.

Координаты точек оси  арки y для вычисления моментов M находятся по формуле

,

где Д = r - f = 18-18 = 0 м и приведены в табл. 1.

                                    Таблица 1 

№ сеч.

x

y

sinjx

cosjx

1

0

0,000

1,000

0,000

2

2

8,246

0,889

0,458

3

4

11,314

0,778

0,629

4

6

13,416

0,667

0,745

5

8

14,967

0,556

0,831

6

10

16,125

0,444

0,896

7

12

16,971

0,333

0,943

8

14

17,550

0,222

0,975

9

16

17,889

0,111

0,994

10

18

18,000

0,000

1,000

11

20

17,889

-0,111

0,994

12

22

17,550

-0,222

0,975

13

24

16,971

-0,333

0,943

14

26

16,125

-0,444

0,896

15

28

14,967

-0,556

0,831

16

30

13,416

-0,667

0,745

17

32

11,314

-0,778

0,629

18

34

8,246

-0,889

0,458

19

36

0,000

-1,000

0,000


 

Нагрузки

Постоянные расчетные  нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия определяются с введением коэффициента перегрузки n в соответствии со СНиП II-6-74, пп. 2.2. Нормативные нагрузки умножаются на коэффициент k = S/l = 56,52/36 = 1,57, учитывающий разницу между длиной дуги арки и ее проекцией.

Вес снегового покрова для III района P0 = 0,5 кН/м2 горизонтальной проекции; коэффициент c1, учитывающий форму покрытия, в соответствии со СНиП II-6-74, табл. 5, п. 5.5 будет равен:

c1 = l/(8f) = 36/(8×18) = 0,25;

принимаем с1=0,4

тогда нормативная равномерно распределенная снеговая нагрузка

Pнсн = P0×c1 =0,5×0,4 = 0,2 кН/м2.

 

Собственный вес арки в зависимости от нормативного веса кровли и снега определим по формуле  прил. 2

gнсв = (gнп + Pнсв)/[1000/(Kсвl) - 1] = (0,723 + 0,2)/[1000/(4×36) - 1] = 0,155 кН/м2.

Отношение нормативного собственного веса покрытия к весу снегового покрова 

gн/P0 = 1,127/0,5 = 2,254;

коэффициент перегрузки n = 1,4 (СНиП II-6-74),

Расчетная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия

P1 = P0nc1 = 0,5×1,4×0,4 = 0,28 кН/м2.

Таблица 2

Наименование элемента

Нормативная нагрузка, кН/м2

Коэф. Над.

Расчетная нагрузка, кН/м2

Собств. Масса панели

0,393

1,1

0,432

Рубер. Кровл.

0,15

1,3

0,195

утеплитель

0,18

1,2

0,216

 Арка

0,404

1,1

0,444

       

Снеговая нагр.

0,5

1,6

0,8

Итого

   

2,087


При снеговой нагрузке, распределенной по треугольнику, коэффициент c2 = f/l =9/18=0.2 принимаем С2 =2,2

P2 = P0nc2 = 0,5×1,4×2,2 = 1,54 кН/м2.

Расчетные нагрузки, приходящиеся на 1 м горизонтальной проекции арки при шаге арок 4,8 м, находятся:

от собственного веса покрытия по табл. 2

qр = 2,087×6 = 12,52 кН/м;

от снега

P1р = 0,28×6 = 1,68 кН/м;

P2р = 1,54×6 = 9,24 кН/м.

Статический расчет арки

Схемы нагрузок показаны на рис. 3.

Собственный вес арки

Опорные реакции

VA

225,36

VB

225,36

MC

2028,24

H

112,68


№ сеч.

x

y

sinjx

cosjx

M0x

Q0x

Mx

Qx

Nx

1

0

0,000

1,000

0,000

0

225,36

0,000

-112,680

-225,36

2

2

8,246

0,889

0,458

425,68

200,32

-503,503

-8,389

-229,684

3

4

11,314

0,778

0,629

801,28

175,28

-473,549

22,530

-207,153

4

6

13,416

0,667

0,745

1126,8

150,24

-384,961

36,862

-184,147

5

8

14,967

0,556

0,831

1402,24

125,2

-284,200

41,501

-163,247

6

10

16,125

0,444

0,896

1627,6

100,16

-189,310

39,644

-145,455

7

12

16,971

0,333

0,943

1802,88

75,12

-109,363

33,264

-131,276

8

14

17,550

0,222

0,975

1928,08

50,08

-49,446

23,788

-120,991

9

16

17,889

0,111

0,994

2003,2

25,04

-12,481

12,365

-114,765

10

18

18,000

0,000

1,000

2028,24

0

0,000

0,000

-112,68

11

20

17,889

-0,111

0,994

2003,2

-25,04

-12,481

-12,365

-114,765

12

22

17,550

-0,222

0,975

1928,08

-50,08

-49,446

-23,788

-120,991

13

24

16,971

-0,333

0,943

1802,88

-75,12

-109,363

-33,264

-131,276

14

26

16,125

-0,444

0,896

1627,6

-100,16

-189,310

-39,644

-145,455

15

28

14,967

-0,556

0,831

1402,24

-125,2

-284,200

-41,501

-163,247

16

30

13,416

-0,667

0,745

1126,8

-150,24

-384,961

-36,862

-184,147

17

32

11,314

-0,778

0,629

801,28

-175,28

-473,549

-22,530

-207,153

18

34

8,246

-0,889

0,458

425,68

-200,32

-503,503

8,389

-229,684

19

36

0,000

-1,000

0,000

0

-225,36

0,000

112,680

-225,36

Снеговая на пролёт

Опорные реакции

VA

30,24

VB

30,24

MC

272,16

H

15,12


№ сеч.

x

y

sinjx

cosjx

M0x

Q0x

Mx

Qx

Nx

1

0

0,000

1,000

0,000

0

30,24

0,000

-15,120

-30,24

2

2

8,246

0,889

0,458

57,12

26,88

-67,563

-1,126

-30,8202

3

4

11,314

0,778

0,629

107,52

23,52

-63,543

3,023

-27,7968

4

6

13,416

0,667

0,745

151,2

20,16

-51,656

4,946

-24,7098

5

8

14,967

0,556

0,831

188,16

16,8

-38,135

5,569

-21,9053

6

10

16,125

0,444

0,896

218,4

13,44

-25,403

5,320

-19,5179

7

12

16,971

0,333

0,943

241,92

10,08

-14,675

4,464

-17,6153

8

14

17,550

0,222

0,975

258,72

6,72

-6,635

3,192

-16,2353

9

16

17,889

0,111

0,994

268,8

3,36

-1,675

1,659

-15,3997

10

18

18,000

0,000

1,000

272,16

0

0,000

0,000

-15,12

11

20

17,889

-0,111

0,994

268,8

-3,36

-1,675

-1,659

-15,3997

12

22

17,550

-0,222

0,975

258,72

-6,72

-6,635

-3,192

-16,2353

13

24

16,971

-0,333

0,943

241,92

-10,08

-14,675

-4,464

-17,6153

14

26

16,125

-0,444

0,896

218,4

-13,44

-25,403

-5,320

-19,5179

15

28

14,967

-0,556

0,831

188,16

-16,8

-38,135

-5,569

-21,9053

16

30

13,416

-0,667

0,745

151,2

-20,16

-51,656

-4,946

-24,7098

17

32

11,314

-0,778

0,629

107,52

-23,52

-63,543

-3,023

-27,7968

18

34

8,246

-0,889

0,458

57,12

-26,88

-67,563

1,126

-30,8202

19

36

0,000

-1,000

0,000

0

-30,24

0,000

15,120

-30,24

 

Снеговая на пол пролёта

Опорные реакции

VA

22,68

VB

7,56

MC

136,08

H

7,56



№ сеч.

x

y

sinjx

cosjx

M0x

Q0x

Mx

Qx

Nx

1

0

0,000

1,000

0,000

0

22,68

0,000

-7,560

-22,68

2

2

8,246

0,889

0,458

44,52

19,32

-17,821

2,131

-20,6367

3

4

11,314

0,778

0,629

87,36

15,96

1,828

4,151

-17,1651

4

6

13,416

0,667

0,745

128,52

12,6

27,092

4,351

-14,0349

5

8

14,967

0,556

0,831

168

9,24

54,852

3,483

-11,4193

6

10

16,125

0,444

0,896

205,8

5,88

83,899

1,907

-9,38563

7

12

16,971

0,333

0,943

241,92

2,52

113,623

-0,144

-7,96764

8

14

17,550

0,222

0,975

276,36

-0,84

143,683

-2,499

-7,1843

9

16

17,889

0,111

0,994

309,12

-4,2

173,883

-5,014

-7,04652

10

18

18,000

0,000

1,000

136,08

-7,56

0,000

-7,560

-7,56

11

20

17,889

-0,111

0,994

120,96

-7,56

-14,277

-6,673

-8,35319

12

22

17,550

-0,222

0,975

105,84

-7,56

-26,837

-5,691

-9,05097

13

24

16,971

-0,333

0,943

90,72

-7,56

-37,577

-4,608

-9,64764

14

26

16,125

-0,444

0,896

75,6

-7,56

-46,301

-3,412

-10,1323

15

28

14,967

-0,556

0,831

60,48

-7,56

-52,668

-2,086

-10,486

16

30

13,416

-0,667

0,745

45,36

-7,56

-56,068

-0,595

-10,6749

17

32

11,314

-0,778

0,629

30,24

-7,56

-55,292

1,128

-10,6318

18

34

8,246

-0,889

0,458

15,12

-7,56

-47,221

3,257

-10,1834

19

36

0,000

-1,000

0,000

0

-7,56

0,000

7,560

-7,56

Снеговая по треугольнику

Опорные реакции

VA

69,3

VB

13,86

MC

249,48

H

13,86


№ сеч.

x

y

sinjx

cosjx

M0x

Q0x

Mx

Qx

Nx

1

0

0,000

1,000

0,000

0,00E+00

69,3

0,000

-13,860

-69,3

2

2

8,246

0,889

0,458

120,80

51,84667

6,512

11,432

-52,4355

3

4

11,314

0,778

0,629

208,76

36,44667

51,948

12,128

-37,059

4

6

13,416

0,667

0,745

267,96

23,1

82,009

7,978

-25,7306

5

8

14,967

0,556

0,831

302,52

11,80667

95,087

2,117

-18,0836

6

10

16,125

0,444

0,896

316,56

2,566667

93,070

-3,861

-13,5566

7

12

16,971

0,333

0,943

314,16

-4,62

78,948

-8,976

-11,5273

8

14

17,550

0,222

0,975

299,44

-9,75333

56,202

-12,589

-11,346

9

16

17,889

0,111

0,994

276,52

-12,8333

28,580

-14,294

-12,3483

10

18

18,000

0,000

1,000

249,48

-13,86

0,000

-13,860

-13,86

11

20

17,889

-0,111

0,994

221,76

-13,86

-26,175

-12,234

-15,3142

12

22

17,550

-0,222

0,975

194,04

-13,86

-49,202

-10,433

-16,5934

13

24

16,971

-0,333

0,943

166,32

-13,86

-68,892

-8,447

-17,6873

14

26

16,125

-0,444

0,896

138,60

-13,86

-84,886

-6,256

-18,5759

15

28

14,967

-0,556

0,831

110,88

-13,86

-96,557

-3,824

-19,2243

16

30

13,416

-0,667

0,745

83,16

-13,86

-102,791

-1,091

-19,5706

17

32

11,314

-0,778

0,629

55,44

-13,86

-101,368

2,068

-19,4916

18

34

8,246

-0,889

0,458

27,72

-13,86

-86,572

5,970

-18,6696

19

36

0,000

-1,000

0,000

0,00

-13,86

0,000

13,860

-13,86


 

 

 

 

 

 

Эпюры изгибающих моментов в арке от расчетных нагрузок и от их сочетания

 

 

Эпюры нормальных (N) и поперечных (Q) сил в арке от сочетания расчетных нагрузок

 

1 - постоянной (а) и снеговой (б); 2 - постоянной (а) и снеговой (в); 3 - постоянной (а) и снеговой (г)

 

Подбор сечения  арки

Предварительное определение  размеров поперечного сечения арок производим по СНиП II-25-80, п. 4.17, формула (28):

N/Fрасч + Mд/Wрасч ≤ Rс.

Приняв h/b = β, получим

h3 - βNh/Rс - 6βM/(ξRс) = 0. (47)

Уравнение (47) приводим к виду

h3 + 3ph + 2q = 0, (48)

где p = -βN/(3Rс);

q = -3βM/(ξRс);

β = 5 ¸ 6;

ξ = 0,5 ¸ 0,8;

Rс - расчетное сопротивление древесины сжатию с учетом коэффициентов условий работы по пп. 3.1 и 3.2 и коэффициентов надежности по назначению конструкций согласно стандарту СТ СЭВ 384-76.

Поскольку q >> p, дискриминант уравнения (48) Д = q2 + p2 > 0 и оно имеет одно действительное и два мнимых решения. Согласно формуле Кардано, действительное решение h = U + V,

где ;

Подбор сечения  арки

Учитывая уникальный характер здания по степени ответственности, для изготовления арок принимаем  пиломатериал из древесины сосны 1-го сорта толщиной 4,2 см. Коэффициент надежности по назначению γn = 1.

Оптимальная высота поперечного  сечения арки находится в пределах (1/40 - 1/50)l = = (1/40 - 1/50)3600 = 90 - 72 см.

Согласно пп. 3.1 и 3.2, при h > 120 см, δсл = 4,2 см и rk/a = 1800/4,2 = 428 < 500 коэффициенты условий работы будут mб = 0,8, mсл = 0,95, mгн = 1; соответственно расчетное сопротивление сжатию и изгибу

Rс = Rи = 0,8×0,95×1,0×16/1,0 = 12,16 МПа.

Для определения поперечных размеров сечения арки пользуемся уравнением (47). Принимаем β = h/b = 5,5; ξ = 0,65 и определяем высоту и ширину сечения арки h = 1260 мм и b = 1260/5,73 ≈ 220 мм.

Принимаем поперечное сечение  арки b ´ h = 220 ´ 1260 мм из 30 слоев толщиной 42 мм.

Расчет арки на прочность  выполняем в соответствии с указаниями СНиП II-25-80, п. 4.17, формула (28).

Определяем гибкость согласно СНиП II-25-80, пп. 4.4 и 6.25, формула (9):

λ = l0/r = 0,58S/

= 0,58S/
= 0,58S/(0,29h) = 0,58×56,52/(0,29×1,26) = 89,7.

Согласно п. 6.27, при  определении коэффициента ξ вместо N в формулу (30), п. 4.17, СНиП II-25-80 надо поставить N18 = 126,54 кН - сжимающее усилие в ключевом сечении для расчетного сочетания нагрузок:

ξ = 1 - λ2N9/(ARсFбр) = 1 – 89,72×126,54×103/(3000×13,68×220×1260) = 0,91;

момент

Mд = M/ξ = 590/0,91 = 648 кН×м;

расчетный момент сопротивления

Wрасч = 6h2/6 = 220×12602/6 = 58,12×106 мм3.

Подставив эти значения в формулу (28) СНиП II-25-80, получим:

N/Fрасч + Mд/Wрасч = 248350/277200 + 648×106/58,212×106 = 0,896+11,13=12,03 < 12,16 МПа,

т.е. прочность сечения  достаточна.

Проверим сечение на устойчивость плоской формы деформирования по формуле (33) п. 4.18 СНиП II-25-80.

Покрытие из плит шириной 150 см раскрепляет верхнюю кромку арки по всей длине, откуда

lр = 2×150 см < 140×b2/(hmб) = 140×222/(126×0,8) = 672 принимае 700 см,

т.е. имеет место сплошное раскрепление при положительном  моменте сжатой кромки, а при отрицательном - растянутой, следовательно, показатель степени n = 1 в формуле (33), СНиП II-25-80.

Предварительно определяем:

а) коэффициент φМ по формуле (23), п. 4.14, СНиП II-25-80 с введением в знаменатель коэффициента mб согласно п. 4.25 настоящего Пособия:

φМ = 140b2Kф/(lрhmб) = 140×222×1,13/(2826×126×0,8) = 0,27.

Согласно СНиП II-25-80, п. 4.14, к коэффициенту φМ вводим коэффициенты Kжм и Kнм. С учетом подкрепления внешней кромки при m > 4 Kжм = 1

Kнм = 0,142lр/h + 1,76h/lр + 1,4αр = 0,142×2826/126 + 1,76×126/2826 + 1,4×1,57 = 5,46;

φмKнм = 0,27×5,46 = 1,47;

б) коэффициент φ по СНиП II-25-80, п. 4.3, формула (8) для гибкости из плоскости

φ = A/λ2y = 3000[(0,5S/(0,29b)2] = 3000×0,292×222/(0,5×56522) = 0,015.

Согласно СНиП II-25-80, п. 4.18, к коэффициенту φ вводим коэффициент KнN, который при m > 4 равен:

KнN = 0,75 + 0,06(lр/h)2 + 0,6αрlр/h = 0,75 + 0,06(2826/126)2 + 0,6×1,57×2826/126 = 0,015;

φKнN = 0,015×52,1 = 0,7815.

Подставив найденные  значения в формулу (33) СНиП II-25-80, получим

N/(FбрφRс) + Mд/(WбрφмRи) = 248,35×103/(277,2×103×0,7815×12,03) + 648×106/(58,212×106×1,47×13,68) = 0,084+0,55=0,634 < 1.

Таким образом, условие  устойчивости выполнено и раскрепления внутренней кромки в промежутке между пятой и коньковым шарниром не требуется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

  1. Методические указания «Конструирование и расчет несущих деревянных конструкций. Арки», Канн Э.А., Михай Г.Ф., Чиботарь Ф.И., КПИ им.С.Лазо, Кишинев1988г.
  2. Учебник «Конструкции из дерева и пластмасс», Ю.В. Слицкоухов, Стройиздат, Москва, 1986 г
  3. СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции».
  4. СНиП II-23-81* «Стальные конструкции».
  5. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».



Проектирование деревянной арки