Сравнение вариантов.

Для сравнения взяты следующие конструкции:

ДГР -гнутоклееная деревянная рама.

РДП -ломаноклееная деревянная рама.

РДП - Ломаноклееная деревянная рама	ДГР - Гнутоклееная деревянная рама
Vд=1,895 м3 Клей 65,42 кг	Vд=1,719м3 Клей 99,21 кг

Расчет ТЭП на примере РДП:

Определяем расход пиломатериалов:

Для РДП м³

k₃=1.07 – коэф. для элементов со стыком на зубчатый шип;

_п, b_п, _о, b_o – толщина и ширина до острожки и после соответственно;

l_зб – длина заготовительного блока;

l_д – длина в деле.

Определяем трудоемкость изготовления конструкций:

Для РДП:

Т_кд=(t_иL+Т_с+Т_т+Т_а+Т_тор+Т_ст+Т_скл)к_тд=0,0112,132+3,52,715+12,715+11,895+21,895+

8,51,895+6,51,895+91,895)1,05=66,7 чел.час.

t_и – удельная трудоемкость изготовления и сборки(t_и =0,01 чел.час./м);

Т_с = t_сV_п – трудоемкость сушки(t_с =3.5 чел.час./м³)

Т_т=t_т`V_п+t_т``V_д– трудоемкость транспортных операций

(t_т`=1 чел.час./м³, t_т``=1 чел.час./м³);

Т_а= t_аV_д - трудоемкость на септирование(t_а =2 чел.час./м³).

Т_тор= t_торV_д - затраты труда на торцовку досок(t_тор =8.5 чел.час./м³)

Т_ст= t_стV_д - затраты труда на стыкование досок(t_ст =6.5 чел.час./м³)

Т_скл= t_склV_д - затраты труда на склеивание досок(t_скл =9.0 чел.час./м³)

Затраты монтажа:

Т_м= t_м.дV_д= 6,71,895=12,69 чел.час

Транспортные:

С₁= (С_пр+а_iк_г.) G =(2.5+9.46)0.99=16.5руб.

С_пр - затраты на погрузочно-разгрузочные работы и реквизит,(руб./т)

а_i - тариф на перевозку грузов в зависимости от расстояния,(руб./т)

к_г - коэффициент, учитывающий надбавку за перевозку крупногабаритных

строительных конструкций.

С_пр =2,5руб./т(на 1984год без переводного коэффициента на «современные деньги»);

а_i =9,46,(руб./т) (на расстояние 300 км.) (на 1984год без переводного коэффициента на

«современные деньги»);

Себестоимость:

С_д= (С₀+М_д) к_н.р V_дV_д =(554+13,7)1,181,895=1269,4руб.

С₀, М_д - сметная цена и единичная районная единичная расценка на монтаж,(руб./м³)

С₀ =554руб./м³; М_д =13,7руб./м³

Расход клея:

Р_к= к_п(((g₁( n_c - 1)/(δ₀ n_c)+1.5к₃ +4 α_III к₃) к₅ к₆ + Р₄)) V_д =

1.05(((0.4(100-1)/(0.014100)+1.51.25) 1.071.07) 1.895=65.42кг.

к_п=1,05-коэффициент, учитывающий потери клея в производстве;

Р₄ - расход клея на зубчатый стык в карнизном узле рам РДП,(кг./м³)

g₁=0,4 – суммарный удельный расход клея при нанесении его на пласти

заготовок,(кг./м³)

к₃, к₅, к₆ - коэффициенты, учитывающие отходы клея при механической обработке

заготовок.

n_c – кол-во слоев по высоте сечения заготовочного блока

Аналогично производится расчет ТЭП ДГР, заносим результаты в таблицу:

ТЭП

Ломаноклееная деревянная рама	Гнутоклееная деревянная рама
Vд=1,895 м3	Vд=1,719м3
Клей 65,42 кг	Клей 99,21 кг
Vп=2,715 м3	Vп=2,6 м3
Ткд=66,7 чел.час	Ткд=94,58 чел.час
Стоимость(руб)
Отпускная 1269,4	1295,78
Транспортная 16,5	15
Монтажа 12,69	12,06
Итого: 1298,59	1322,84

Сравнив показатели и учитывая все конструктивные и архитектурные качества конструкций, для дальнейшего расчета принимаем деревянную ломаноклееную раму.

Расчет плиты покрытия.

Исходные данные:

Здание II класса ответственности, коэффициент надежности по назначению _n=1; отапливаемое, с температурно-влажностными условиями эксплуатации по группе А1 . Кровля рубероидная трехслойная. Шаг несущих конструкций – 4.5 м.

Материалы плиты:

Древесина ребер – ильм 2 сорта по ГОСТ 8486-86*Е; полки из древесно-стружечных плит, жестко скрепленные с ребрами на клею; клей марки ФРФ-50М (ТУ 6-05-281-14-77*); утеплитель – минераловатные плиты с _о=65 кг/м³; пароизоляция – полиэтиленовая пленка толщиной 0,2 мм.

Конструктивная схема плиты:

Размеры плиты в плане назначаем 4480х1490 мм. Деревянный каркас плиты образуем 4 продольными ребрами из досок, жестко склееных с обшивками из стружечных плит.

Под стыками обшивок и в торцах плиты предусматриваем поперечные ребра. Обшивки имеют толщину 10 мм. Плиту рассчитываем как свободно лежащую на двух опорах однопролетную балку. Продольные ребра после фрезерования верхних кромок принимаем равными 170х40 мм влажностью (10 2) % .

Принимаем утеплитель толщиной 100 мм.

Плиты и панели с полками из древесных плит при их жестком креплении к ребрам на клею рассчитывают аналогично фанерным по приведенным геометрическим характеристикам поперечного сечения. При этом при проверке верхней полки плит на действие сосредоточенной нагрузки расчетную ширину полки принимают равной b_расч=1.3а, но не более 1 м, где а – расстояние между ребрами.

Сбор нагрузок и статический расчет.

Ширину панели назначаем равной 1,5 м, что соответствует нормальной ширине листа древесной плиты (1500 мм). Длину панели принимаем равной 4480 мм с учетом зазора на возможную неточность изготовления.

Длина опорного участка не менее 5,5 см, поэтому расчетный пролет плиты составит

L = 4,48 – 0,06 = 4,42 м

Сбор нагрузок на 1 м²

Таблица 2

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке,f	Расчетная нагрузка, кН/м2
Вес рубероидной кровли	0,12	1,3	0,156
Вес фанерной обшивки 2*0,01*8.5 (850кг/м3-плотность ДСП)	0,17	1,1	0,187
Вес продольных ребер 4*0,04*0,17*7/1,48 (700кг/м3-плотность древесины - ильм)	0,092	1,1	0,101
Вес поперечных ребер 4*0,092*0,04*7/4,48	0,016	1,1	0,018
Вес утеплителя 0,1*0,65	0,065	1,2	0,078
Вес пароизоляции	0,001	1,3	0,0013
Постоянная	0,464		0,541
Временная: снеговая	1,428	1,4	2
Полная	1,89		2,54

Определяем снеговую нагрузку

.

По СП 20.13330.2011 Свод правил. Нормативное значение снеговой нагрузки определяется:

, т.к. α=18.4

μ=1 – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, согласно прил. Г при α<30⁰

Нагрузки на 1 пог.м:

Нормативная: ,

Расчётная: .

Расчет:

Максимальный изгибающий момент в середине пролета плиты

M = q  l²/8 = 3.814,42²/8 = 9.3 кНм

Максимальная поперечная сила

Q = q  l/2 = 3.81 4,42/2 = 8,4 кНм

Геометрические характеристики поперечного сечения.

Расстояние между продольными ребрами по осям

а = с₁+b_р = 31,6 + 4 = 35,6 см;

Расчетная ширина верхней обшивки при проверке на действие сосредоточенной силы

b_расч = 1,3 а = 1,3 35,6 = 46,3 см;

Расчетная ширина верхней и нижней обшивок

b_расч = 0,9 b = 0,9 149 = 134,1 см;

Для древесины ребер:

Е_др = 10000 МПа

Для древесно-стружечной плиты расчетные характеристики определим по справочнику «Пособие по проектированию деревянных конструкций»:

Материалы	Rвр, МПа	v	mдл	γm	Rн, МПа		R, МПа
Изгиб
ДВПс	56,3	0,123	0,53	1,12		44,9	14
ДСПк, ДСПф	21,6	0,16	0,58	1,17		16	5,76
цсп	14	0,058	0,64	1,05		12,7	6,17
мдп	11,4	0,115	0,64	1,11		9,2	4,26
Растяжение
ДВПс	23,6	0,171	0,54	1,19		17	6,15
ДСПк, ДСПф	9,39	0,112	0,52	1,10		7,7	3
цСП	4,13	0,159	0,64	1,17		3,1	1,35
МДП	4,59	0,153	0,64	1,16		3,4	1,5
Сжатие
ДВПс	25,06	0,158	0,55	1,17		18,5	7
ДСПк, ДСПф	16,98	0,115	0,53	1,11		13,8	5,26
ЦСП	13,93	0,142	0,57	1,15		10,7	4,23
МДП	9,13	0,145	0,57	1,15		7	2,76
Срез
ДВПс	19,05	0,099	0,54	1,09		16	6,32
ДСПк, ДСПф	9,09	0,182	0,54	1,22		6,4	2,25
ЦСП	8,77	0,232	0,62	1,34		5,4	2
МДП	7,76	0,2	0,62	1,20		5,2	2,05
Скалывание
ДВПс	2,1	0,266	0,54	1,48		1,2	0,34
ДСПк, ДСПф	2,76	0,191	0,54	1,23		1,9	0,66
ЦСП	3,27	0,196	0,62	1,25		2,2	0,87
МДП	3,28	0,168	0,62	1,19		2,4	0,99

Материалы	Eвр, МПа	v	mдл.E	E, МПа
Изгиб
ДВПс	6206	0,117	0,42	2085
ДСПк, ДСПф	3600	0,147	0,43	1238
ЦСП	5091	0,204	0,47	1914
МДП	3336	0,16	0,47	1254
Растяжение
ДВПс	5098	0,127	0,43	1754
ДСПк, ДСПф	3314	0,172	0,46	1220
ЦСП	7494	0,158	0,42	2518
МДП	4309	0,255	0,42	1448
Сжатие
ДВПс	5152	0,166	0,45	1855
ДСПк, ДСПф	3521	0,149	0,45	1268
ЦСП	7343	0,127	0,47	2761
МДП	3961	0,285	0,47	1489

Е_ф = 1238 МПа – модуль упругости

R_фр = 3 МПа – расчетное сопротивление растяжению

R_фс = 5.26 МПа – расчетное сопротивление сжатию

R_фск = 0.66 МПа – расчетное сопротивление скалыванию

R_фи90 = 5.76 МПа – расчетное сопротивление изгибу

Геометрические характеристики плиты приводим к обшивке, учитывая отношение n = Е_др/Е_ф = 10000/1238 = 8,08

Приведенный момент инерции плиты:

I_пр = I_ф + I_др  Е_др/Е_ф = b_расч  (h³ – h_р³)/12 + (n  b_рh_р³/12) Е_др/Е_ф

I_пр = 134,1(18,4³-17³)/12 + (4417³/12)  10000/1238 = 67625 см⁴

y_o = 0,5h=0,518,4= 9,2 см

h – y_o = 18,4-9,2 = 9,2 см

Моменты сопротивления:

W_пр^н = I_пр/y_o = 67625/9,2 = 7350 cм³

Проверка плиты на прочность.

Напряжение в нижней растянутой обшивке

Напряжение в верхней сжатой обшивке:

при отношении расстояния С₁ между продольными ребрами в свету к толщине обшивки _ф

Напряжение в сжатой обшивке:

Усилие в верхней обшивке при местном изгибе определяем как в балке, заделанной по концам ( у продольных ребер ).

Изгибающий момент в обшивке

Момент сопротивления обшивки шириной 100 см

Напряжение от изгиба верхней обшивки сосредоточенной силой

Расчет на скалывание клеевых швов между слоями обшивки (в пределах ширины продольных ребер) производим по формуле:

, где

S^п_пр – приведенный статический момент верхней обшивки относительно центра тяжести сечения равен:

S_пр = b_расч  _ф (yо - _ф/2 ) =134,11(9,2-1/2)=1166.7 см³

Проверка жесткости плиты.

Прогиб плиты с учетом II уровня ответственности при вычисляем по формуле:

,где

Е_ф = 123.8 кН/см²

Расчёт ломаной дощатоклеенной рамы.

Исходные данные: рама пролётом 12 м, шагом 4,5 м. Здание второго класса ответственности, . ТВУ эксплуатации А1. Кровля утеплённая.

Геометрический расчёт

Высота рамы в коньке 6м. Длина полупролёта 6 м. Угол наклона ригеля ; ; . Угол β: .

Ось полурамы разбиваем на 3 сечения

№ сечения	x,м		y,м
Опорный узел	0		0
Карнизный узел	0		hст=4
Коньковый узел	L/2=12/2=6		hст+Xn*tga=4 +6*0.3327=6

Нагрузки:

Определяем снеговую нагрузку

.

По СП 20.13330.2011 Свод правил. Нормативное значение снеговой нагрузки определяется:

, т.к. α=18.4

μ=1 – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, согласно прил. Г при α<30⁰

На раму действуют равномерно распределенные постоянные и временные нагрузки. Собственный вес рамы определяем при :

№ п/п	Вид нагрузки и ее расчет	Норм. нагрузка, кН/м2	γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
	Постоянная
1	Вес утепленного покрытия Q=0.4 кПа,	0.4		0.5
2	Собственный вес рамы	0.17	1.1	0.187
	ИТОГО:	0.57		0.69
	Временная
3	Снеговая	1.428	1.4	2
	Итого	2		2.7