ня від маси покриття;
кН/м2 - Нормативна снігове навантаження;
Погонні навантаження на полуарка
Нормативна постійна
кН/м;
Розрахункова постійна
кН/м;
Нормативна снігова
кН/м;
Розрахункове снігове
кН/м;
Вітрова навантаження
Вітрова навантаження приймається за табл.5 і додатку 3 СНіПа [1]. p> Місто Березники знаходиться в II вітровому районі, нормативне вітрове тиск на покриття Wo = 0,3 МПа.
Розрахункове значення вітрового навантаження визначається за формулою
W = Wo в€™ k в€™ c в€™ Оіf;
де k - коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску по висоті;
c - аеродинамічний коефіцієнт, що враховує форму покриття
(cе1 = 0,4 + (0,8 - 0,4) в€™ (45 - 40)/(60 - 40) = 0,5; cе2 = -0,4);
Оіf = 1,4 - коефіцієнт надійності за навантаженням;
В
Рис. 4. Схема завантажена арки вітрової навантаженням
Погонні розрахункові значення вітрового навантаження
W1 = W1 в€™ B = 0,3 в€™ 0,50 в€™ 0,5 в€™ 1,4 в€™ 4,5 = 0,473 кН/м;
W2 = W2 в€™ B = 0,3 в€™ 0,65 в€™ 0,5 в€™ 1,4 в€™ 4,5 = 0,614 кН/м;
W3 = W3 в€™ B = 0,3 в€™ 0,85 в€™ 0,5 в€™ 1,4 в€™ 4,5 = 0,803 кН/м;
W4 = W4 в€™ B = 0,3 в€™ 1,0 в€™ 0,5 в€™ 1,4 в€™ 4,5 = 0,945 кН/м;
W5 = W5 в€™ B = 0,3 в€™ 1,0 в€™ +0,4 в€™ 1,4 в€™ 4,5 = 0,756 кН/м;
W6 = W6 в€™ B = 0,3 в€™ 0,85 в€™ +0,4 в€™ 1,4 в€™ 4,5 = 0,643 кН/м;
W7 = W7 в€™ B = 0,3 в€™ 0,65 в€™ 0,4 в€™ 1,4 в€™ 4,5 = 0,491 кН/м;
W8 = W8 в€™ B = 0,3 в€™ 0,50 в€™ 0,4 в€™ 1,4 в€™ 4,5 = 0,378 кН/м;
Розрахунок сполучень навантажень
Розрахунок сполучень навантажень виробляємо за правилами будівельної механіки на ЕОМ з використанням розрахункового комплексу В«Ліра Windows 9.0 В»
Поєднання навантажень
Розрахункові сполучення навантажень приймаються відповідно до п.п. 1.10.-1.13.СНіП [1]. Розрахунок ведеться на одне або кілька основних сполучень навантажень.
Перше сполучення навантажень включає в себе постійну і снігове навантаження по всьому прольоту:
qI = g + S, кН/м
Друге поєднання навантажень включає в себе постійну і снігове навантаження по всьому прольоту спільно з вітрової навантаженням:
qII = g + 0,9 в€™ (S + W), кН/м
Третє поєднання навантажень включає в себе постійну навантаження по всьому прольоту, снігове навантаження на половині прольоту і вітрову навантаження:
qIII = g + 0,9 в€™ (S '+ W), кН/м
Найбільші зусилля в елементах арки:
поздовжня сила N = - 117 кН;
поперечна сила Q = - 208 кН;
вигинає момент М = + 1679 кНм.
Коньковий вузол
поздовжня сила N = - 117 кН;
поперечна сила Q = - 52 кН.
Опорний вузол
поздовжня сила N = - 1147 кН;
поперечна сила Q = + 208 кН.
Зусилля в затягуванні
поздовжня сила N = -421 кН;
поперечна сила Q = +75 кН.
вигинає момент М = +310 кНм.
Статичний розрахунок арки
Статичний розрахунок несучого елемента арки виконуємо в відповідно до вказівок СНиП [2] як стиснуто-згинаного елемента. Розрахункова перетин арки є перетин з максимальним ізгібающім моментом від найбільш невигідного сполучення навантажень М = 1679 кНм. При цьому ж поєднанні навантажень визначаємо значення поздовжньої сили N = -1147 кН у розрахунковому перерізі і величини поздовжніх і поперечних сил в коньковом і опорному вузлах.
Підбір перерізу полуарки
Матеріал для виготовлення полуарок приймаємо деревину сосни другого сорту товщиною 32 мм. Коефіцієнт надійності за призначенням Оіn = 0,95. Перетин полуарки приймається клеєним прямокутним. p> Оптимальна висота поперечного перерізу арки знаходиться в межах
(1/40 - 1/50) l = (1/40 - 1/50) 4500 = 112,5 - 90,0 см.
Згідно СНиП [2], пп. 3.1 і 3.2 коефіцієнти умов роботи деревини будуть при h> 60 см, Оґсл = 3,2 см mб = 0,8; mсл = 1; відповідно розрахунковий опір стисненню і вигину
Rс = Rи = 0,96 Г— 0,8 Г— 1,5 = 1,152 кН/см2. p> Попереднє визначення розмірів поперечного перерізу арки виробляємо за п. 4.17 СНиП [2]:
N/Fрасч + Mд/Wрасч ≤ R с.
h3 - ОІNh/Rс - 6ОІM/(ОѕRс) = 0.
h3 + 3ph + 2q = 0,
Приймаються
ОІ = h/b = 5,5; Оѕ = 0,65.
p =-ОІN/(3Rс) = -5,5 Г— 1147/(3 Г— 11520) = -0,183;
q =-3ОІM/(ОѕRс) = -3 Г— 5,5 Г— 1679/(0,65 Г— 11520) = -3,70;
h3 - 0,549 Г— h - 7,4 = 0,
Оскільки q>> p, дискримінант рівняння Д = q2 + p2> 0 і воно має одне дійсне і два уявних рішення. Згідно формулою Кардано, дійсний рішення h = U + V,
;
В
h = U + V = 1,95 - 0,16 = 2,11 м.
Компонуємо перетин з 66 шарів дощок товщиною 32...
