Расчет деревянной балки по принципу сравним с расчетом металлической балки. Здесь также, как и там необходимо собрать нагрузки, определить расчетную схему, рассчитать максимальный момент, по нему определить требуемый момент сопротивления и прогиб балки и сравнить их с максимально допустимыми.
Только в отличие от металлических в расчете деревянных балок используется много поправочных коэффициентов.
На данной странице представлены основные коэффициенты и таблицы из СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) (далее [1]) необходимые для корректного расчета деревянной цельной и клееной балок, а также бревен.
Цельные балки
Таблица 1. Расчетные сопротивления для сосны, ели и европейской лиственницы при влажности 12%.
Примечания:
1. В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по поз. 2,а данной таблицы, следует снижать на 30 %.
2. Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа (130 кгс/см 2 ).
Структура календарного графика. Способы расчета продолжительности работы.
Расчетные сопротивления, приведенные в таблице 1 следует умножать на коэффициенты условий работы:
а) для различных условий эксплуатации конструкций — на коэффициент mв (таблица 2);
Таблица 2. Коэффициенты условий работы.
| Условия эксплуатации (по таблице 1 [1]) | Коэффициент mв | Условия эксплуатации (по таблице 1 [1]) | Коэффициент mв |
| А1, А2, Б1, Б2 (C1, C2.1) | 1 | В2, В3, Г1 (С2.2, С3.2) | 0,85 |
| A3, Б3, B1 (C2.2, С3.1) | 0,9 | Г2, Г3 (С4) | 0,75 |
б) для конструкций, эксплуатируемых при установившейся температуре воздуха до +35 °С, — на коэффициент mт = 1; при температуре +50 °С — на коэффициент mт = 0,8. Для промежуточных значений температуры коэффициент принимается по интерполяции;
в) для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок, — на коэффициент mд = 0,8;
г) для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных (ветровой, монтажной или гололедной) нагрузок, а также нагрузок от тяжения и обрыва проводов воздушных ЛЭП и сейсмической, — на коэффициент mн (таблица 3);
Таблица 3. Коэффициенты кратковременных нагрузок.
| Нагрузка | Коэффициент mн | |
| для всех видов сопротивлений, кроме смятия поперек волокон | для смятия поперек волокон | |
| 1. Ветровая, монтажная, кроме указанной в поз. 3 [1] | 1,2 | 1,4 |
| 2. Сейсмическая | 1,4 | 1,6 |
| Для опор воздушных линий электропередачи | ||
| 3. Гололедная, монтажная, ветровая при гололеде, от тяжения проводов при температуре ниже среднегодовой | 1,45 | 1,6 |
| 4. При обрыве проводов и тросов | 1,9 | 2,2 |
д) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного сечения высотой более 50 см значения расчетных сопротивлений изгибу и сжатию вдоль волокон — на коэффициент mб (таблице 4);
Можно ли использовать стеклопластиковую арматуру в строительстве? Независимое мнение. ООО Проект
Таблица 4. Коэффициенты для высоких сечений.
| Высота сечения, см | 50 и менее | 60 | 70 | 80 | 100 | 120 и более |
| Коэффициент mб | 1 | 0,96 | 0,93 | 0,90 | 0,85 | 0,8 |
е) для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением, — на коэффициент mа = 0,9;
ж) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу — на коэффициент mгн (таблица 5).
Таблица 5. Коэффициенты для гнутых элементов конструкций.
Примечание:
rк — радиус кривизны гнутой доски или бруска;
а — толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении.
для конструкций, отнесенных к классам ответственности (по приложению И [1]) — коэффициент γн/о (таблица 6).
Таблица 6. Коэффициенты класса ответственности.
| Класс ответственности | I класс | II класс | III класс |
| Коэффициент надежности по ответственности γн/о | 1,05 | 1,00 | 0,90 |
I класса — конструкции для зданий I уровня ответственности, используемых в качестве несущих, когда выход из строя конструкции вызывает разрушение здания и сооружения или его части, что связано с большими материальными или людскими потерями. К ним относятся большепролетные конструкции спортивно-зрелищных, торговых, жилых и общественных зданий и сооружений, как правило, индивидуального проектирования;
II класса — конструкции для зданий II уровня ответственности. К ним относятся конструкции производственных, складских и т.п. зданий;
III класса — преимущественно ненесущие конструкции для зданий III уровня ответственности, к которым относятся брусья стен, каркасы ограждающих конструкций панелей, архитектурно-декоративные и другие элементы.
Таблица 7. Коэффициенты перехода для других пород древесины.
Примечание:
Коэффициенты mп, указанные в таблице, для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности ≤ 25 %), умножаются на коэффициент 0,85.
Таблица 8. Коэффициенты срока службы для древесины.
| Срок службы | до 50 лет | 50-100 лет | более 100 лет |
| Коэффициент надежности по сроку службы γсс | 1,0 | 0,9 | 0,8 |
Таблица 9. Предельные прогибы в долях пролета.
Примечания:
1. При наличии штукатурки, прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролета.
2. При наличии строительного подъема, предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.
Таблица 10. Сопоставительная стойкость к загниванию натуральной древесины при естественных условиях.
| 1 | Лиственница (ядро) Дуб (ядро) Ясень (ядро) Ясень (заболонь) Сосна (ядро) Сосна (заболонь) |
9,1 5,2 4,9 4,6 4,4 4 |
| 2 | Пихта(ядро) Ель (ядро) Пихта (заболонь) Бук (ядро) Ель (заболонь) Лиственница (заболонь) |
3,8 3,6 3,4 3,3 3,2 3,1 |
| 3 | Бук (заболонь) Граб (заболонь) Вяз (ядро) Дуб (заболонь) Клен (заболонь) Береза (заболонь) |
2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2 |
| 4 | Береза (ядро) Ольха (ядро) Осина (ядро) Ольха (заболонь) Осина (заболонь) Липа (заболонь) |
1.8 1.5 1.2 1.1 1.1 1 |
Модуль упругости древесины. Для древесины не взирая на породы согласно п.5.3 СП 64.13330.2011 при расчете по предельным состояниям второй группы (по прогибу) модуль упругости обычно принимается равным 10000 Мпа или 10х10 8 кгс/м 2 (10х10 4 кгс/см 2 ) вдоль волокон и Е90 = 400 МПа поперек волокон. Но в действительности значение модуля упругости даже для сосны может колебаться от 6х10 8 до 11х10 8 кгс/м 2 в зависимости от влажности древесины и времени действия нагрузки. При длительном действии нагрузки согласно п.5.4 СП 64.13330.2011 при расчете по предельным состояниям первой группы по деформированной схеме нужно использовать коэффициент mдс = 0.75.
Обычные клееные балки
Расчет обычных (не из шпона) клееных балок производится также, как для балок цельного сечения, но с введением к моменту сопротивления ряда коэффициентов kw, которые учитывают форму поперечного сечения, а также абсолютные размеры сечения.
Таблица 11. Значения коэффициента kw для прямоугольных клееных балок разной высоты h.
| Ширина балки b в см | Коэффициент kw при высоте балки h см | |||||
| 14-50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 и более | |
| b < 14 | 1,00 | 0,95 | 0,90 | 0,85 | 0,80 | 0,75 |
| b > 14 | 1,15 | 1,05 | 0,95 | 0,90 | 0,85 | 0,80 |
Для клееных балок двутаврового, рельсовидного и таврового сечений с шириной b и высотой h расчетный момент сопротивления определяется с учетом коэффициентов таблицы 11 и дополнительно умножается на коэффициенты k’w (таблица 12) в зависимости от отношения толщины стенки b1 к полной ширине балки b.
Таблица 12. Коэффициенты k’w при различном отношении b1/b.
| b1/b | 1/2 | 1/3 | 1/4 |
| k’w | 0,90 | 0,80 | 0,75 |
Для промежуточных значений высот сечения h и отношения b1/b величину коэффициентов kw и k’w определяют по интерполяции.
Разрушение двутавровых балок от изгиба возможно только при достаточной их гибкости. В жестких балках разрушение происходит от скалывания стенки. Нормы рекомендуют поэтому принимать отношение величины пролета l к высоте балки h не менее указанного в таблице 13 для разных отношений толщины стенки b1 к ширине балки b.
Таблица 13. Рекомендуемые наименьшие отношения l/h в клееных двутавровых балках.
| b1/b | 1/2 | 1/3 | 1/4 |
| l/h | 12 | 15 | 18 |
Если же по тем или иным соображениям необходимо применить более жесткие балки с отношением l1/h1 менее указанного в таблице 13, то коэффициенты kw, приведенные в таблице 11, уменьшаются путем умножения на отношение (l1/h1 ):( l/h).
Кроме этого, для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов, в зависимости от толщины слоев, значения расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон умножаются на коэффициент mсл (таблица 14).
Таблица 14. Коэффициенты для клееных элементов в зависимости от толщины слоя.
| Толщина слоя, мм | 19 и менее | 26 | 33 | 42* |
| Коэффициент mсл | 1,1 | 1,05 | 1 | 0,95 |
* — толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, следует принимать не более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных компенсационных прорезей.
Балки клееные из шпона ЛВЛ (LVL)
Таблица 15. Расчетное сопротивление многослойных клееных балок из шпона материала Ultralam.
| Расчетное сопротивление, МПа | Тип Ultralam ™ | ||||
| R s | R | X | I | ||
| сжатию | вдоль волокон | 25,7 | 23,6 | 19,8 | 22,1 |
| поперек волокон (ребро) | 4,3 | 3,5 | 6,8 | 3,8 | |
| поперек волокон (пласть) | 1,9 | 1,7 | 1,9 | 1,7 | |
| растяжению | вдоль волокон | 26,9 | 22,5 | 17,5 | 16,9 |
| поперек волокон | — | 0,7 | — | — | |
| изгибу | вдоль волокон (ребро) | 27,3 | 26,8 | 19,6 | 23,7 |
| вдоль волокон (пласть) | 35,5 | 27,8 | 24,1 | 22,9 | |
| скалыванию | вдоль волокон | — | 2,6 | 2,6 | — |
| поперек волокон | — | 1,1 | 1,1 | — | |
Rs — все слои шпона имеют параллельное направление волокон, для изготовления используется шпон сортов G1—G2 (преимущественно сорт G1). Применяется в несущих конструкциях.
R — все слои шпона имеют параллельное направление волокон, для изготовления используется шпон сортов G1 — G2 (преимущественно сорт G2). Применяется в несущих конструкциях.
X — отдельные слои шпона имеют взаимно перпендикулярное направление волокон, для изготовления используется шпон сортов G2-G3. Несущие и ограждающие конструкции.
I — слои шпона могут иметь как параллельное, так и взаимно перпендикулярное направление волокон, для изготовления используется шпон сортов G3—G4. Ограждающие конструкции, в том числе заготовки для дверного и мебельного производства и т.д.
Таблица 16. Модуль упругости для многослойных клееных балок из шпона материала Ultralam.
| Модуль упругости Е, МПа | Тип Ultralam™ | |||
| Rs | R | X | I | |
| 15 600 | 14 000 | 11 000 | 12 700 | |
Круглый лес
Для растянутых элементов с ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении расчетное сопротивление из таблицы 1 следует умножать на коэффициент mо = 0,8.
Источник: svoydomtoday.ru
Как рассчитывается коэффициент использования машин по времени
Для оценки эффективности эксплуатации машин на производстве применяются разные показатели. Один из них – коэффициент использования машин по времени. Это относительный показатель, говорящий о загрузке оборудования и производственных линий. У него нет общепринятого норматива, однако на предприятии могут быть установлены свои стандарты.
Коэффициент использования машин по времени (КВ) определяет загрузку основных средств – оборудования. Определяется как отношение фактического времени работы к продолжительности смены. Он показывает, соответствует ли план использования машин факту и позволяет оценить, есть ли потери из-за ремонтов и простоев по другим причинам.
Простыми словами: это показатель занятости машин. Он необходим для выявления неэффективного использования имеющихся активов.
Формула
КВ представляет собой отношение времени эксплуатации агрегатов к длине рабочей смены. Формула выглядит следующим образом:
- T Ф.СМ – время фактической работы на протяжении смены;
- TСМ – продолжительность смены.
Показатель рассчитывают за отчетный период, которым может быть день, неделя, месяц, квартал, год. Его составляющие выражаются в машино-часах или машино-сменах. Можно его рассчитывать по отношению к каждой единице техники и в совокупности ко всему технологическому оснащению.
Пример расчета
Коэффициент рассчитывается для каждой единицы техники. Ниже приведен такой пример в табличном виде (скачать в excel).
Таким образом, в течение смен каждого месяца оборудование использовалось разное количество времени. В январе его загрузка составила менее 50%. В феврале были ремонтные работы, и агрегат не использовался вовсе. В марте машину вернули в работу, но за месяц она успела отработать чуть больше половины времени.
Постепенно темпы занятости росли, и к октябрю агрегат стал использоваться на 100%. Среднегодовая загрузка составила 74%.
Нормативы
У каждого оборудования и агрегата, который используется в промышленности, есть некоторый ресурс, этот параметр устанавливается производителем и основан на испытаниях в условиях, приближенных к реальному предприятию. Суммарная продолжительность смен не должна превышать рекомендованного значения. Кроме того, в течение эксплуатационного периода необходимо производить плановый осмотр, испытания и ремонт техники. Простои, связанные с этим и другими причинами, и позволяет учесть КВ.
У КВ нет определенного норматива, в отличие от смежных показателей (коэффициента сменности, технического использования и т. д.). Нормативное значение может установить отдельно взятое предприятие для внутреннего использования.
Толкование значения
По КВ значению можно определить следующее:
- Эффективно ли используются машины и оборудование.
- Насколько часто агрегаты простаивают и не работают на благо предприятия.
- Есть ли проблемы с какими-то определенными машинами.
Совокупный анализ работы производственных мощностей позволяет рассчитать эффективность работы оборудования, выявить убыточные единицы техники, которые требуют списания и/или замены.
Значение показателя может быть только положительным, т. к. время работы отрицательным не бывает.
- Типа машины.
- Сферы ее использования.
- Технологического узла, на котором используется машина.
- Изделий, с которыми работает оборудование.
- Состояние агрегатов (новые, восстановленные, после капитального ремонта, списанные и др.).
- Величины технологической линии.
- Загруженности производства.
- Многофункциональности машины (возможности переключиться с одной функции на другую).
Машины работают в полсилы
Машины основную часть смены задействованы
Почти нет простоев в течение смены
Машины задействованы в течение всей смены
Оборудование работает сверхурочно
Простои более 50% смены
Оборудование периодически находится в ремонте
Производство работает эффективно
Оборудование не нуждается в ремонте, оно в хорошем состоянии
Произведен неверный расчет времени эксплуатации
Слишком часто машины не используются
Бережная эксплуатация оборудования
Простоев нет, есть переработки
Если коэффициент слишком низкий (например, менее 0,5), значит, оборудование используется слишком неэффективно. Это серьезный повод задуматься и начать принимать меры в зависимости от причин такого явления. Если машины простаивают из-за отсутствия работы (нет заказов, склады заполнены продукцией, отсутствие каналов продаж), необходимо стимулировать сбыт продукции, повышать интерес с помощью маркетинговых мероприятий, привлекательных цен и т. д. При низком значении коэффициента на фоне постоянного ремонта оборудования необходимо уделить внимание состоянию агрегатов, провести переоснащение производства, списать и перестать использовать неэффективные инструменты.
Если оборудование используется с номинальными простоями или без них (коэффициент близок или равен 0), значит, или на предприятии находятся только новые машины, или используемые агрегаты не бывают в ремонте (не тратится время на пуско-наладочные работы, диагностику неисправностей и т. д.). Игнорирование необходимости обслуживания может дорого стоить предприятию: у каждой машины есть свой ресурс, который вырабатывается со временем и зависит от качества сборки, нагрузки, следования инструкциям и рекомендациям. Своевременная проверка состояния машины позволит вовремя выявить возможные проблемы и исправить их, не допуская аварийной ситуации.
Источник: moneymakerfactory.ru
Виды рабочих нагрузок, действующих на профилированные настилы в зданиях и сооружениях, и их расчет
В зданиях и сооружениях на конструкции из профнастила действуют следующие виды рабочих нагрузок:
- постоянные (статические) нагрузки:
- собственный вес профнастила;
- собственный вес частей ограждающих конструкций;
- временные нагрузки:
- полезные нагрузки (вес людей, животных, оборудования на перекрытия жилых и общественных зданий);
- снеговые нагрузки;
- ветровые нагрузки.
Из таблиц СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (звездочка в обозначении СНиП говорит о том, что в первоначальную редакцию были внесены изменения), а также при теоретическом подсчете веса конструкций мы получаем так называемые нормативные нагрузки G0. В прочностных расчетах используют расчетные нагрузки G, которые получают путем умножения нормативной нагрузки G0 на коэффициент надежности по нагрузке Yf. Коэффициент Yf — учитывает отклонения реальной нагрузки от теоретической за счет строительных допусков, влажности материала, отклонений в объемном весе для ряда материалов и тому подобного. В табл. 2 приведены значения коэффициента надежности по нагрузке для наиболее распространенных видов конструкций и нагрузок.
Таблица 2. Значения коэффициента надежности по нагрузке
Основными нагрузками, действующими на профнастил, являются:
- в кровельном покрытии — собственный вес конструкции кровли (постоянная нагрузка), снеговая нагрузка, ветровая нагрузка (временные нагрузки);
- в стенах, оградах и заборах — ветровая нагрузка (временная нагрузка);
- в перекрытиях — собственный вес профнастила, вес пола, вес покрытия пола, вес крепежных элементов, вес конструкции потолка, включая светильники и вентиляцию, вес перегородок (постоянная нагрузка) и вес людей и оборудования (временная нагрузка).
Допущения, принятые в данном Пособии в целях упрощения расчетов:
- временная нагрузка принимается равномерно распределенной;
- собственный вес профнастила ввиду его малой величины по сравнению с другими видами нагрузок (5—7 %) и незначительных разбросов для различных видов профнастила (от 3,9 до 24,1 кг/м²) принимается равным 10,0 кг/м².
Постоянные нагрузки, действующие на профнастил горизонтально расположенной кровли, рассчитываются следующим образом:
- собственный вес 1 м² конструкции холодной кровли равен собственному весу 1 м² профнастила (10 кг/м²), умноженному на коэффициент надежности по нагрузке Yf= 1,05;
- собственный вес 1 м² теплой кровли, приходящийся на нижний несущий слой профнастила (в конструкции, представленной на рис. 3, раздел Области применения профнастила), определяется в зависимости от климатического района и складывается из:
- собственного веса профнастилов верхней и нижней обшивки (20 кг/м²), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,05;
- веса соединительных элементов между верхней и нижней обшивками (6—7 кг/м²), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,05;
- веса пароизоляции (2 кг/м²), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf= 1,3;
- веса теплоизоляции (10—35 кг/м²), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf= 1,3.
Суммарный вес 1 м 2 теплой кровли может составить от 30 до 60 кг. В зависимости от угла наклона кровли (табл. 5, схема 1) величина постоянной нагрузки в проекции на горизонтальную плоскость корректируется по формуле:
где G — расчетная величина постоянной нагрузки в проекции на горизонтальную плоскость; G0 — нормативная (теоретическая) величина постоянной нагрузки на 1 м² поверхности кровли, наклоненной к горизонту под углом α; Yf — коэффициент надежности по нагрузке.
Расчетные снеговые нагрузки с учетом Yf = 1,4, действующие на профилированные настилы кровли, приводятся в табл. 3.
Таблица 3. Расчетные снеговые нагрузки, действующие на профилированные настилы кровли
| Расчетная снеговая нагрузка, S°, к Па (кг/м²) | 0,8 (80) | 1,2 (120) | 1,8 (180) |
2,4 (240) | 3,2 (320) | 4,0 (400) | 4,8 (480) | 5,6 (560) |
Районы строительства, приведенные в табл. 3, соответствуют районам по карте распределения снегового покрова на территории России. В соответствии с требованиями СНиП 2,01.07-85* приведенная в табл. 3 расчетная снеговая нагрузка действует на кровли, расположенные с уклоном α не более 25°, без перепадов высот. Для покрытий с уклоном более 25° снеговая нагрузка снижается и при уклоне кровли 60° и более становится равной нулю. Для промежуточных уклонов кровли в диапазоне α от 25° до 60° значения снеговой нагрузки изменяются пропорционально от 1,0 до 0 и рассчитываются по формуле
S α = S 0 (60° — α)/(60° — 25°), (2)
где S α — расчетная снеговая нагрузка для кровли с уклоном в диапазоне α = 25° — 60°; S 0 — расчетная снеговая нагрузка для кровли с уклоном в диапазоне α от 0° до 25° в соответствии с табл. 3.
Расчетные ветровые нагрузки с учетом коэффициента надежности по нагрузке Yf = 1,4, действующие на кровлю, а также стены зданий, ограды и заборы высотой не более 10 м, в соответствии со СНиП 2.01.07-85* приводятся в табл. 4.
Таблица 4. Расчетные ветровые нагрузки, действующие на профилированные настилы кровли, стен зданий и сооружений
| Расчетная ветровая нагрузка, Wp, кПа (кг/м²) |
0,32 (32) |
0,42 (42) | 0,53 (53) | 0,67 (67) | 0,84 (84) | 1,02 (102) | 1,19 (119) |
Районы строительства, указанные в табл. 4, соответствуют районам по карте распределения ветрового давления на территории России.
Значения расчетной ветровой нагрузки табл. 4 корректируются на величину коэффициента аэродинамического сопротивления ce, характеризующего особенности обтекания воздушным потоком конструкции зданий (сооружений) заданной формы.
Таблица 5. Расчетные значения коэффициента аэродинамического сопротивления
| Схемы зданий, сооружений и ветровых нагрузок | Определение коэффициента аэродинамического сопротивления ce | |||||
| Отдельно стоящие плоские, сплошные конструкции, а также вертикальные и отклоняющиеся от вертикальных не более чем на 15° поверхности: с наветренной стороны с подветренной стороны |
||||||
Значения коэффициента аэродинамического сопротивления ce для различных строительных объектов приведены в табл. 5. Знак «плюс» перед коэффициентом ce в таблице означает, что давление ветра направлено на соответствующую поверхность конструкции, а знак «минус» — от поверхности конструкции.
Ветровая нагрузка всегда действует перпендикулярно поверхности элемента здания и сооружения.
Расчетные значения равномерно распределенных полезных нагрузок в соответствии со СНиП 2.01.07-85* с учетом коэффициента Yf действующие на перекрытия, приведены в табл. 6.
Источник: steel-plass.ru