Ηλεκτρονικός υπολογισμός προφίλ δοκού. Το πρόγραμμα για τον υπολογισμό των ξύλινων δοκών μονού ανοίγματος

Για να επιλέξετε τη διατομή της δοκού, πρέπει πρώτα να προσδιορίσετε τη μέγιστη ροπή κάμψης σε αυτήν ( Μ ) και σε αυτό για συγκεκριμένες διαστάσεις του τμήματος της δοκού (πλάτος και ύψος) προσδιορίζεται η μέγιστη τάση (  ). Η διατομή επιλέγεται έτσι ώστε αυτή η τάση (  ) δεν υπερέβη την αντίσταση σχεδιασμού του υλικού της δοκού (in αυτή η υπόθεσηξύλο) R u . Για να εξασφαλιστεί η οικονομία της επιλογής του τμήματος, είναι απαραίτητο ότι η διαφορά μεταξύ  Και R ήσουν όσο μικρότερος γινόταν. Ένας τέτοιος υπολογισμός αναφέρεται σε «υπολογισμούς για τη φέρουσα ικανότητα» (αλλιώς «υπολογισμοί για την ομάδα I οριακών καταστάσεων»).

Μετά την επιλογή του τμήματος σύμφωνα με τη φέρουσα ικανότητα, πραγματοποιείται "υπολογισμός με παραμορφώσεις" (με άλλα λόγια, "υπολογισμός από την ομάδα II οριακών καταστάσεων"), δηλ. προσδιορίζεται η παραμόρφωση της δοκού και αξιολογείται το παραδεκτό της. Εάν, με επιλεγμένο τμήμα δοκού σύμφωνα με τη φέρουσα ικανότητα, η απόκλιση είναι μεγαλύτερη από την επιτρεπόμενη, το τμήμα αυξάνεται επιπλέον, εάν είναι μικρότερο, παραμένει αμετάβλητο.

2.5. Υπολογισμός φέρουσας ικανότητας

Μέγιστη ροπή κάμψης Μ στη δοκό καθορίζεται σύμφωνα με τους κανόνες της μηχανικής (αντοχή των υλικών) από τον τύπο

Οπου q )

μεγάλο - άνοιγμα δοκού ( Μ).

Στρες στη δοκό  καθορίζεται από τον τύπο

, (2)

Οπου Μ -ροπή κάμψης ( kNm) προσδιορίζεται από τον τύπο (1),

W– συντελεστής τομής ( Μ 3 ).

, (3)

Οπου σι, η- αντίστοιχα, το πλάτος και το ύψος του τμήματος δοκού.

Παράδειγμα. Άνοιγμα δοκού μεγάλο = 3.6 Εγώ = 2.56 kN/m.Έλεγχος διατομής δοκού 0.10.2 Μ(μεγάλη πλευρά - ύψος).

= 4.15 kNm

= 0.00056 Μ 3

= 6 200 kN/m 2 (kPa) =6,2 MPa< R u =13 MPa

Έτσι, η διατομή είναι 0,10,14 Μικανοποιεί τις απαιτήσεις αντοχής (φέρουσα ικανότητα), ωστόσο, τη μέγιστη τάση που επιτυγχάνεται  περίπου το ήμισυ της αντίστασης σχεδιασμού του ξύλου R u, δηλ. Το "περιθώριο ασφαλείας" είναι αδικαιολόγητα μεγάλο. Μειώστε τη διατομή σε 0,10,14 Μκαι ελέγξτε τη δυνατότητα αποδοχής του.

W

= 0.000327Μ 3



= 12 691kPa = 12.7 MPa< 13 MPa

"Περιθώριο" σε τμήμα 0,1 0,14 Μλιγότερο από 5%, που ικανοποιεί πλήρως τις απαιτήσεις της οικονομίας. Έτσι, δεχόμαστε (σε αυτό το στάδιο) τη διατομή 0,1 0,14 Μ.

2.6. Υπολογισμός παραμόρφωσης

εκτροπή δοκού φά καθορίζεται από τον τύπο (αντίσταση υλικών)

, (4)

Οπου) σε σχέση με τους υπολογισμούς παραμόρφωσης (βλ. Πίνακα 4).

μεγάλο - άνοιγμα δοκού ( Μ);

μιείναι το μέτρο ελαστικότητας του υλικού της δοκού, δηλ. ξύλο (kPa);

Εγώ – ροπή αδράνειας του τμήματος δοκού ( Μ 4)

, (5)

όπου οι ονομασίες είναι οι ίδιες όπως στον τύπο (2).

II =1.8 kN/m, E = 10 000 MPa = 10 7 kPa (βλ. ενότητα 3.1), άνοιγμα δέσμης μεγάλο = 3.6Μ.Έλεγχος διατομής δοκού 0.10.14 Μ.

= 0.0000228 Μ 4 = 2.28 10 -5 Μ 4

= 0.0173Μ= 1.73 εκ

Σχετική εκτροπή δέσμης, δηλ. αναλογία εκτροπής φάστο εύρος μεγάλο, είναι σε αυτή την περίπτωση

= <

Η σχετική απόκλιση που προκύπτει είναι μικρότερη από την επιτρεπόμενη (1/200). Από αυτή την άποψη, δεχόμαστε τη διατομή της δοκού 0,10,14 Μως τελικό, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις όχι μόνο φέρουσας ικανότητας, αλλά και παραμορφωσιμότητας.

Προφανώς, κάθε άλλη κτιριακή κατασκευή πρέπει επίσης να πληροί τις απαιτήσεις τόσο για φέρουσα ικανότητα όσο και για παραμορφωσιμότητα. Η επαλήθευση της συμμόρφωσης των παραμέτρων του και με τις δύο απαιτήσεις δεν πραγματοποιείται μόνο σε περιπτώσεις όπου είναι σαφές χωρίς υπολογισμό ότι σίγουρα ικανοποιείται μία από τις απαιτήσεις.

Το πρόγραμμα για τον υπολογισμό των ξύλινων δοκών δαπέδου- ένα μικρό και εύχρηστο εργαλείο που θα απλοποιήσει τους βασικούς υπολογισμούς για τον προσδιορισμό της διατομής της δοκού και του βήματος της τοποθέτησής της κατά την κατασκευή ενδοδαπέδων.

Οδηγίες για την εργασία με το πρόγραμμα

Το εξεταζόμενο πρόγραμμα είναι μικρό και δεν απαιτεί πρόσθετη εγκατάσταση.

Για να γίνει πιο σαφές, εξετάστε κάθε στοιχείο του προγράμματος:

• Υλικό- επιλέξτε το απαιτούμενο υλικό ξυλείας ή κορμών.
• τύπος δοκού- δοκός ή κορμός.
• Διαστάσεις- μήκος ύψος πλάτος.
• Διάστιχο δοκών- την απόσταση μεταξύ των δοκών. Αλλάζοντας αυτή την παράμετρο (καθώς και τις διαστάσεις), μπορείτε να επιτύχετε τη βέλτιστη αναλογία.
. Κατά κανόνα, ο υπολογισμός του φορτίου στα δάπεδα πραγματοποιείται στο στάδιο του σχεδιασμού από ειδικούς, αλλά μπορείτε να το κάνετε μόνοι σας. Πρώτα απ 'όλα, λαμβάνεται υπόψη το βάρος των υλικών από τα οποία είναι κατασκευασμένο το δάπεδο. Για παράδειγμα, ένα δάπεδο σοφίτας, μονωμένο με ελαφρύ υλικό (για παράδειγμα, ορυκτό μαλλί), με ελαφριά επένδυση, μπορεί να αντέξει ένα φορτίο από το δικό του βάρος εντός 50 kg / m². Το λειτουργικό φορτίο προσδιορίζεται σύμφωνα με τα κανονιστικά έγγραφα. Για δάπεδα σοφίτας από ξύλινα υλικά βάσης και με ελαφριά μόνωση και επένδυση, φορτίο λειτουργίας σύμφωνα με SNiP 2.01.07-85υπολογίζεται με αυτόν τον τρόπο: 70 * 1,3 \u003d 90 kg / m². 70 kg/m². Σε αυτόν τον υπολογισμό, το φορτίο λαμβάνεται σύμφωνα με τα πρότυπα και το 1.3 είναι ο συντελεστής ασφάλειας. : 50+90=140 kg/m². Για αξιοπιστία, το σχήμα συνιστάται να στρογγυλεύεται ελαφρώς προς τα πάνω. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να λάβετε το συνολικό φορτίο ως 150 kg / m². Εάν η σοφίτα σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί εντατικά, τότε απαιτείται να αυξηθεί η τυπική τιμή φορτίου στον υπολογισμό στο 150. Σε αυτήν την περίπτωση, ο υπολογισμός θα μοιάζει με αυτό: 50 + 150 * 1,3 = 245 kg / m². Μετά τη στρογγυλοποίηση - 250 kg/m². Είναι επίσης απαραίτητο να πραγματοποιηθεί ο υπολογισμός με αυτόν τον τρόπο εάν χρησιμοποιούνται βαρύτερα υλικά: θερμαντήρες, λιμάρισμα για την πλήρωση του χώρου μεταξύ δοκών. Εάν πρόκειται να κατασκευαστεί σοφίτα στη σοφίτα, τότε πρέπει να ληφθεί υπόψη το βάρος του δαπέδου και των επίπλων. Σε αυτήν την περίπτωση, το συνολικό φορτίο μπορεί να είναι έως και 400 kg/m².
• Με σχετική εκτροπή.Η καταστροφή μιας ξύλινης δοκού συνήθως συμβαίνει από την εγκάρσια κάμψη, στην οποία εμφανίζονται θλιπτικές και εφελκυστικές τάσεις στη διατομή της δοκού. Αρχικά, το ξύλο λειτουργεί ελαστικά, μετά συμβαίνουν πλαστικές παραμορφώσεις, ενώ στη συμπιεσμένη ζώνη συνθλίβονται οι ακραίες ίνες (διπλώσεις), ο ουδέτερος άξονας πέφτει κάτω από το κέντρο βάρους. Με την περαιτέρω αύξηση της ροπής κάμψης, οι πλαστικές παραμορφώσεις αυξάνονται και η καταστροφή συμβαίνει ως αποτέλεσμα της ρήξης των εξαιρετικά τεντωμένων ινών. Η μέγιστη σχετική απόκλιση των δοκών και των δοκών της στέγης δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1/200.
είναι το φορτίο που λαμβάνεται από την πλάκα (γεμάτη) συν το βάρος της εγκάρσιας ράβδου.

Κατά το σχεδιασμό του συστήματος στέγης ενός μικρού κτιρίου (ιδιωτική κατοικία, γκαράζ, αχυρώνα κ.λπ.), χρησιμοποιούνται φέροντα στοιχεία όπως ξύλινα δοκάρια μονού ανοίγματος. Έχουν σχεδιαστεί για να καλύπτουν τα ανοίγματα και να λειτουργούν ως βάση για την τοποθέτηση του δαπέδου στην οροφή. Στο στάδιο του σχεδιασμού και της δημιουργίας ενός έργου για ένα μελλοντικό κτίριο, είναι υποχρεωτικό να υπολογιστεί η φέρουσα ικανότητα των ξύλινων δοκών.

Τα ξύλινα δοκάρια έχουν σχεδιαστεί για να καλύπτουν τα ανοίγματα και να λειτουργούν ως βάση για την τοποθέτηση του δαπέδου στην οροφή.

Βασικοί κανόνες για την επιλογή και την τοποθέτηση δοκών μονού ανοίγματος

Η διαδικασία υπολογισμού, επιλογής και τοποθέτησης φέροντα στοιχεία πρέπει να προσεγγιστεί με κάθε ευθύνη, καθώς από αυτό θα εξαρτηθεί η αξιοπιστία και η ανθεκτικότητα ολόκληρου του δαπέδου. Κατά τη διάρκεια πολλών αιώνων ύπαρξης της κατασκευαστικής βιομηχανίας, έχουν αναπτυχθεί ορισμένοι κανόνες για το σχεδιασμό ενός συστήματος στέγης, μεταξύ των οποίων αξίζει να σημειωθούν τα ακόλουθα:

1. Το μήκος των δοκών μονού ανοίγματος, οι διαστάσεις και ο αριθμός τους καθορίζονται μετά τη μέτρηση του προς κάλυψη ανοίγματος. Είναι σημαντικό να εξετάσετε πώς συνδέονται στους τοίχους του κτιρίου.
2. Σε τοίχους κατασκευασμένους από ογκόλιθους ή τούβλα, τα φέροντα στοιχεία θα πρέπει να βαθαίνουν τουλάχιστον κατά 15 cm εάν είναι κατασκευασμένα από ξύλο και κατά τουλάχιστον 10 cm εάν χρησιμοποιούνται σανίδες. Τα δοκάρια πρέπει να εμβαθύνουν τουλάχιστον 7 cm στους τοίχους από το ξύλινο σπίτι.
3. Το βέλτιστο πλάτος του ανοίγματος που είναι κατάλληλο για επικάλυψη με ξύλινα δοκάρια κυμαίνεται από 250-400 εκ. Σε αυτήν την περίπτωση, το μέγιστο μήκος των δοκών είναι 6 μ. Εάν απαιτούνται μακρύτερα στοιχεία έδρασης, τότε συνιστάται η τοποθέτηση ενδιάμεσων υποστηρίζει.

Υπολογισμός των φορτίων που δρουν στο δάπεδο

Η οροφή μεταφέρει το φορτίο στα φέροντα στοιχεία, τα οποία αποτελούνται από το δικό της βάρος, συμπεριλαμβανομένου του βάρους του χρησιμοποιούμενου θερμομονωτικού υλικού, του βάρους λειτουργίας (αντικείμενα, έπιπλα, άτομα που μπορούν να περπατήσουν πάνω του κατά την εκτέλεση ορισμένων έργα), καθώς και εποχιακά φορτία (για παράδειγμα, χιόνι) . Είναι απίθανο να μπορείτε να κάνετε έναν ακριβή υπολογισμό στο σπίτι. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να επικοινωνήσετε με τον οργανισμό σχεδιασμού για βοήθεια. Οι απλούστεροι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν ανεξάρτητα σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

Εικόνα 1. Πίνακας ελάχιστης επιτρεπόμενης απόστασης μεταξύ δοκών.

1. Για δάπεδα σοφίτας, τα οποία ήταν μονωμένα με ελαφριά υλικά (για παράδειγμα, ορυκτοβάμβακας), τα οποία δεν επηρεάζονται από μεγάλα λειτουργικά φορτία, μπορούμε να πούμε ότι κατά μέσο όρο 1 m 2 της οροφής έχει βάρος 50 kg. Σύμφωνα με την GOST, για μια τέτοια περίπτωση, το φορτίο θα είναι ίσο με: 70 * 1,3 \u003d 90 kg / m 2, όπου 1,3 είναι το περιθώριο ασφαλείας και 70 (kg / m 2) είναι η κανονικοποιημένη τιμή για τα παραπάνω παράδειγμα. Το συνολικό φορτίο θα είναι ίσο με: 50 + 90 \u003d 140 kg / m 2.
2. Εάν χρησιμοποιείται βαρύτερο υλικό ως θερμαντήρας, τότε η κανονικοποιημένη τιμή σύμφωνα με το GOST θα είναι 150 kg / m 2. Στη συνέχεια, το συνολικό φορτίο: 150 * 1,3 + 50 \u003d 245 kg / m 2.
3. Για τη σοφίτα, αυτή η τιμή θα είναι ίση με 350 kg / m 2 και για την οροφή του εσωτερικού δαπέδου - 400 kg / m 2.

Έχοντας μάθει το φορτίο, μπορείτε να αρχίσετε να υπολογίζετε τις διαστάσεις των ξύλινων δοκών ενός ανοίγματος.

Υπολογισμός τομής ξύλινων δοκών και βήμα τοποθέτησης

Η φέρουσα ικανότητα των δοκών εξαρτάται από τη διατομή τους και το βήμα τοποθέτησης.. Αυτές οι ποσότητες είναι αλληλένδετες, άρα υπολογίζονται ταυτόχρονα. Το βέλτιστο σχήμα για τα δοκάρια δαπέδου είναι ορθογώνιο με λόγο διαστάσεων 1,4: 1, δηλαδή το ύψος πρέπει να είναι 1,4 φορές μεγαλύτερο από το πλάτος.

Η απόσταση μεταξύ των παρακείμενων στοιχείων πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,3 m και όχι μεγαλύτερη από 1,2 m. Στην περίπτωση τοποθέτησης μόνωσης σε έλαση, προσπαθούν να κάνουν ένα βήμα που θα είναι ίσο με το πλάτος της.

Εάν κατασκευάζεται ένα σπίτι πλαισίου, τότε το πλάτος λαμβάνεται ίσο με το βήμα μεταξύ των ραφιών του πλαισίου.

Για να προσδιορίσετε τις ελάχιστες επιτρεπόμενες διαστάσεις των δοκών με βήμα τοποθέτησης 0,5 και 1,0 m, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν ειδικό πίνακα (Εικ. 1).

Όλοι οι υπολογισμοί πρέπει να γίνονται σύμφωνα με τους υπάρχοντες κανόνες και κανονισμούς. Εάν υπάρχει κάποια αμφιβολία σχετικά με την ακρίβεια των υπολογισμών, συνιστάται οι λαμβανόμενες τιμές να στρογγυλοποιούνται προς τα πάνω.