Курсовая робота - Розрахунок дерев'яних конструкцій - файл n1.docx

Курсовая робота - Розрахунок дерев'яних конструкцій
скачать (3776.8 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.docx5935kb.28.05.2009 18:52скачать
n2.cdw

n1.docx



  1. Вибір типу несучих конструкцій і схеми будівлі.

Покриття проектуємо без горища з утепленою рубероїдною покрівлею що укладається на дощато-цвяхові щити розміром 1,5 х 2 м з нахилом покрівлі 0,1. Щити укладаються на багатопрольотні спарені дощаті прогони з кроком 3 м. Основні поперечні конструкції приймаємо у вигляді суцільних клеєних двохскатних балок з розрахунковим прольотом 14 м, розміщених по довжині будівлі з кроком 3 м. Балки спираються на дерев’яні колони, затиснені у фундаменти. Просторова жорсткість будівлі забезпечується вертикальними в’язями і розпірками в площині колон .

  1. Розрахунок дощато-цвяхового щита під рубероїдну утеплену покрівлю.

Щит складається з суцільного настилу товщиною 20 мм, з нижнього боку якого підшиті поперечні і діагональні планки, що забезпечують спільну роботу дощок настилу і просторову незмінність покрівельного покриття (рис. 2.1). Щити укладені на прогони, розташовані через 1,5 м один від одного. Нахил покрівлі
і = 0,1.
креслення_пз.jpgкреслення_пз.jpg
Рис. 2.1 - Дощато-цвяховий покрівельний щит.

1 – руберойд; 2 – цементна стяжка; 3 – фіброліт; 4 – пароізоляція; 5 – настил щита; 6 – решітка щита; 7 – цвяхи 2х40 мм; 8 – прогони; 9 – верхній пояс балки;
Ширину щита приймаємо рівною 2 м. Щит спирається на три прогони. Довжина щита рівна 2 х 1,5 - 0,01 = 2,99 м. Розрахунок навантаження на 1 м2 покриття приведений в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Навантаження від ваги 1 м2 захисних конструкцій покриття і покрівлі.


Вид навантаження

Нормативне

навантаження

кН/м2

Коефіцієнт надійності по навантаженню f

Розрахункове навантаження кН/м2

Покрівля рубероїдна трьохшарова

0,10

1,3

0,13

Цементний шар,

0,02·1800 = 0.36 кН/м2

0,36

1,2

0,43

Фіброліт, 0,15·400 = 0,6 кН/м2

0,60

1,2

0,72

Пароізоляція

0,02

1,2

0,024

Настил щита (q = 700 кг/ м3),

0,022·700 = 0,154 кН/м2

0,154

1,1

0,17

Поперечні і діагональні планки

(  50 % ваги настилу)

0,077

1,1

0,085

Тимчасове навантаження — сніг

Sн = ?·S0 = 1·0.88 = 0.88 кН/м2

0,88

1,6

1.41

Всього

2,19




2,97


Відповідно класу відповідальності будівлі призначаємо коефіцієнт надійності за призначенням н = 0,95.

При співвідношенні pн/So = 0,31/0,88 = 0,35 < 0,8, коефіцієнт надійності для снігового навантаження складає f = 1,6.

Розрахунковий опір згину і модуль пружності деревини берези другого сорту з урахуванням коефіцієнта умов роботи mв і коефіцієнта надійності н :



Настил щита, розраховуємо як двопрольотну нерозрізну балку з прольотами
l = 1,5 м. Для розрахунку настилу вирізуємо смугу шириною 1 м.

Згинальний момент на середній опорі:


Момент опору і момент інерції розрахункової смуги настилу рівні:



Напруження згину:

Відносний прогин від нормативного навантаження:

Робимо перевірочний розрахунок настилу на дію монтажного вантажу
Р = 1,20 кН, який внаслідок підшитих знизу діагональних планок, вважаємо розподіленими на ширину 0,5 м настилу щита. При розрахунковій ширині настилу 1 м розрахунковий зосереджений вантаж приймаємо:

Нехтуючи незначною власною вагою щита, знаходимо згинальний момент в прольоті за формулою:

Поперечні і діагональні планки прикріпляємо до кожної дошки настилу двома цвяхами 2 х 40 мм.


  1. Розрахунок прогону.


Розраховуємо багатопрольотний спарений дощатий прогін с рівними прольотами l = 3м (рис 3.1, а).
креслення_пз.jpg

Рис. 3.1 - Багатопрольотний спарений прогін.

1 – дошки прогону; 2 – верхній пояс балки; 3 – упорна бобишка;
4 – прибоїни; 5 – цвяхи 4х120 мм; 6 – цвяхи 5х150 мм.
Навантаження на прогін:

нормативне qн = 2,19 + 2·0,06·0,2·700/1,5 = 2,302 кН/м2;

розрахункове q = 2,97 + 1,1·2·0,06·0,2·700/1,5 = 3,09 кН/м2.

Розрахунковий згинальний момент по формулі:

Потрібний момент опору перерізу:

Приймаємо переріз прогону із двох дощок 6 х 20 см, в яких W = 800·10-6 м3 і
І = 8000·10-8 м4.

Напруження згину:

Відносний прогин в крайньому прольоті за формулою:


Відстань від осі опори до стику:

Цвяхи, що скріплюють стик, приймаємо 4 х 120 мм.

Відстань від осі опори до центру розміщення цвяхів при дворядному їх розставлянні (рис. 3.1, б):

Розрахункова несуча здатність однозрізного цвяха:

Необхідне число цвяхів з кожного боку стику по формулі:

Приймаємо 8 цвяхів. Розставляємо їх в два ряди по чотири цвяха в кожному ряду. В залишеній частині прогону ставимо без розрахунку по два цвяхи розміром 4 х 120 мм через 50 см.

Оскільки стандартна довжина пиломатеріалу обмежується 6,5 м, то одна з дощок прогону повинна стикуватись поблизу крайньої опори. Стик перекривається накладкою, що скріплюється з дошкою, яка стикується, цвяхами.

До підйому прогону в проектне положення під час збірки на бійці два напівпрогони на ділянці зашморгування збивають цвяхами, утворюючи монтажний елемент (рис. 3.1, а). Решту цвяхів забивають на бійці на глибину лише однієї з дощок і добивають повністю в дошки набігаючих напівпрогонів лише після підйому на місці установки.


  1. Розрахунок двоскатної клеєної балки покриття.


Розрахунковий проліт l = 14м. Нахил покрівлі і = 0,1.

Розрахункове навантаження:

власна вага балки

де kвв – коефіцієнт власної ваги балки;


Погонне навантаження на балку:

нормативне qн =(2,19 +0,09)·14 = 22,81 кН/м2;

розрахункове q = (3,09 +0,1)·14= 31,9 кН/м2.

Поперечний перетин балки проектуємо прямокутним. Висоту балки в середині прольоту призначаємо рівною (рис. 4.1, а):

Балку складаємо з дощок завтовшки в заготівці 50 мм, а після двосторонньої острожки — 45 мм. В середині прольоту балку збираємо з 24 шарів дощок
(рис. 4.1, б), що забезпечує висоту балки h = 24·0,045 = 1,08 м.

Висота балки на опорі при заданому нахилі крівлі має бути:

Приймаємо 13 дощок (мал. 4.1, в), що складає:

Мінімальна ширина перерізу балки:

Призначаємо ширину дощок в заготівці 200 мм, а після острожки кромок і повторної острожки бічних поверхонь склеєної балки b = 190 мм.

Відстань від осі опори двосхилої балки до найбільш напруженого перерізу при роботі на згин по формулі:

Згинальний момент в небезпечному перерізі по формулі:

Висота балки в розрахунковому перерізі:

Момент опору перетину:

де 0,88 - коефіцієнт mб умов роботи для балки заввишки 0,86 м.

Напруження згину:

Поперечна сила на опорі:

Напруга сколювання по формулі:


де розрахунковий опір сколюванню при згині.

Момент інерції перетину балки в середині прольоту:

Коефіцієнт, що враховує змінність перерізу:

Відносний прогин балки:

Необхідна площа змину опорної подушки (мал. 4.1, г)

де - опорна реакція балки;

Rзм90 - розрахунковий опір змину впоперек волокон в опорних площинах конструкцій. При ширині балки b = 0,19 м необхідна ширина опорної подушки рівна:
(приймаємо 0,30 м).
Вимоги до якості пиломатеріалів для виготовлення балок мають бути витримані відповідно до категорій елементів балки, вказаних на мал. 4.1, б.

  1. Розрахунок колон.

Приймаємо клеєні колони прямокутного перерізу висотою 14,5 м з деревини ялина
креслення_пз.jpg

Рис. 5.1 - Опорний вузол клеєної стійки.
Постійний розрахунковий тиск на колону від покриття:

де Рпокр, Рвв – навантаження на 1 м2 горизонтальної проекції від захисних конструкцій покриття і власної ваги балки.

Рис. 5.2 - Розрахункова схема рамного поперечника.
Тимчасове снігове навантаження:

Тимчасове навантаження від стінового огородження:

де Рст – навантаження від 1 м2 стінового огородження.

Вітрове навантаження на колони:

- ліву



- праву



де W0 = 0.46 кН/м2 швидкісний тиск вітру для району будівництва;

k – коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску на висоті;

с1, с3 – аеродинамічний коефіцієнт;

f = 1.4 – коефіцієнт надійності по вітровому навантаженню;

h0 – висота стін вище відмітки колон.

Ширину перерізу колон приймаємо b = 0,2 м.

Необхідну висоту перерізу визначаємо з виразу:

де

- розрахунковий опір стисканню вздовж волокон деревини берези другого сорту.

Приймаємо h = 0,429 м (13 шарів по 33 мм).

Навантаження від власної ваги колони:


де кН/м3 – об’ємна вага деревини;

- коефіцієнт надійності по навантаженню від власної ваги;

Рама є один раз статично невизначеною системою. За зайву невідому приймаємо поздовжнє зусилля x в ригелі, і визначаємо його окремо від кожного виду навантаження:

де

hn – товщина панелі стінового огородження.



Внутрішні зусилля в заправленні колон.

Згинаючі моменти:





де - коефіцієнт поєднання двох тимчасових навантажень – снігового і вітрового.

Поперечні сили:








Поздовжні сили

Розрахункове значення зусиль:

Розрахунковим перерізом буде переріз ослаблений отворами під болти для кріплення сталевих накладок dб =16 мм.

Геометричні характеристики розрахункового перерізу:

площа



момент опору

де 0.8 – коефіцієнт, що враховує ослаблення в розрахунковому перерізі.

Гнучкість колони в площині згину:


де - коефіцієнт, що враховує умови закріплення.

Коефіцієнт :

Напруження в поперечному перерізі:


Сколюючі напруження в клеєному шві:

де - розрахунковий опір сколюванню при згині клеєних елементів.

Перевіряємо стійкість площинної форми деформування.

Гнучкість із площини згину:

Коефіцієнт поздовжнього згину:

де - коефіцієнт підтримуючої дії закріплень по розтягнутому від дії моменту ребру.

Коефіцієнт м:

де

kф – коефіцієнт, що залежить від форми епюри згинаючих елементів.

Так як м, у – більше одиниці, стійкість площинної форми деформування забезпечена.
Розрахунок анкерного кріплення
Розрахунок анкерних болтів виконуємо за максимальним розтягуючим моментом. Зусилля при дії постійного навантаження з коефіцієнтом надійності замість і вітровому навантаженні:

Поздовжня сила:

Згинаючий момент:





де коефіцієнт :

Напруження на поверхні фундаменту:



Розміри ділянок епюри напружень:





де S – відстань від грані колони до вісі анкерного болта.

Зусилля розтягування в анкерних болтах:

Необхідна площа перерізу болта із сталі Вст3 кл2:

де - розрахунковий опір фундаментних болтів розтягуванню;

ma = 0.85 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність навантаження болтів.

Приймаємо анкерні болти діаметром 24 мм і Авп = 4,52 см2.

Необхідна кількість двох різних болтів діаметром 20 мм, що приєднують сталеві накладки до колони.

де Троз – розрахункова несуча спроможність одного зрізу (болта), що визначається як найменше із значень:



Приймаємо шість болтів.

Металеві елементи приймаємо із сталі ВСт3пс товщиною 8 мм. Вважаючи на очевидний запас міцності їх розрахунок не виконуємо.


  1. Заходи по забезпеченню довговічності.


Конструктивні засоби: дерев’яні конструкції розділяємо на частини протипожежними перегородками з негорючих матеріалів. В поперечному напрямі будівлі протипожежні діафрагми встановлюємо вздовж несучих конструкцій з кроком 6 м. Металічні накладки, болти та інші деталі з’єднувальних та опорних вузлів захищаємо вогнезахисними покриттями.

Хімічні засоби захисту конструкцій від гниття та займання наведені в
таблиці 6.1.
Таблиця 6.1 – Заходи по забезпеченню довговічності.

Оброблювана частина конструкції

Спосіб захисної обробки

Засіб

  1. Клеєні несучі конструкції

Окраска вологозахисними матеріалами

Пентафталева емаль ПФ-115, порхлорвінілові фарби 11ХВО

  1. Не клеєні несучі конструкції

Пропитка розчином антиперена (50кг/м3)
та антисептика (2.5…3.6 кг/м3)

3% розчин фтористого натрію, 20% розчин сульфату амонію

  1. Огороджуючі конструкції, деталі каркаса, та внутрішні поверхні обшивок

Поверхнева обробка комбінованими розчинами солей

3% розчин фтористого натрію, 20% розчин сульфату амонію

  1. Місця дотику клеєних елементів з бетоном та металом.

Нанесення антисептичних паст та гідроізоляція рулонними матеріалами

Паста антисептична на латексі марки 200


Список літератури.


  1. Настоящий В.А., Яцун В.В., Лізунков О.В. Методичні вказівки до практичних розрахунків з дисципліни "Будівельні конструкції" розділ "Дерев'яні конструкції" для студентів спеціальності 7.092101. Кіровоград. РВЛ КДТУ. 2000 47 с.

  2. СНиП ІІ-25-80 Деревянные конструкции. Нормы проектирования. Госстрой СССР - М : Стройиздат 1982- 65 с.

  3. ДБН В.1.2-2:2006 Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. Минстрой Украины – К. 2006 – 78 с.

  4. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования: Учеб. пособие для вузов / Под ред. проф. Иванова В. А.— 3-е изд., перераб. и доп. — Киев : Вища школа., 1981.— 392 с.





Арк.

Зм.

Кіл.

Арк.

Док

Підпис

Дат


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации