![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Определение нагрузок на плитуСтр 1 из 6Следующая ⇒
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту по дисциплине: «Конструкции из дерева и пластмасс» На тему: «Одноэтажное каркасное здание»
Выполнила студент 5-го курса строительного факультета группы ТП-16 Кот В.Н. Проверила: Лещук Е.В.
Брест 2013 Реферат Расчет конструкций одноэтажного каркасного здания: Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу "Конструкции из дерева и пластмасс": 70.02.01 / БрГТУ; Кот В.Н.; ТП-16; Кафедра СК. – Брест, 2013. –с.: рис., табл., источн.
Ключевые слова: здание, колонна, ферма, клеефанерная плита, связи, рама, раскос, дерево, металл, нагрузка, сечение, болт, башмак, пластинка-наконечник, вкладыш.
Пояснительная записка содержит расчет и конструирование ограждающих конструкций покрытия, статический расчет фермы и подбор сечений ее элементов, расчет и конструирование узловых сопряжений раскосов фермы с ее поясами, статический расчет поперечной рамы и определение расчетных усилий, подбор сечения колонны и расчет сопряжения колонны с фундаментом и стропильной фермой, разработку схемы связей по шатру здания и колоннам, разработку мероприятий по защите деревянных конструкций от гниения и возгорания.
Оглавление Реферат. 2 Введение. 4 1. Расчет и конструирование ограждающей конструкции покрытия. 5 1.1. Расчёт клеефанерной плиты.. 5 2. Расчет и конструирование сегментной металлодеревянной фермы.. 11 2.1. Конструктивная схема фермы.. 11 2.2. Статический расчет. 11 2.3. Конструктивный расчет. 15 2.3.1. Подбор сечения панелей верхнего пояса. …… 15 2.3.2. Расчет раскосов. 17 2.3.3. Подбор сечения нижнего пояса. 18 2.4. Конструирование и расчет узлов. 19 2.4.1. Опорный узел. 19 2.4.2. Коньковый узел. 22 2.4.3. Нижний промежуточный узел. 25 3. Статический расчет поперечной рамы и подбор сечения колонны.. 26 3.1. Определение вертикальных нагрузок на раму. 27 3.2. Определение горизонтальных нагрузок на раму. 27 3.3. Статический расчет рамы.. 29 3.4. Подбор сечения колонны.. 30 3.5. Расчет базы колонны.. 33 4. Мероприятия по защите деревянных конструкций от гниения и возгорания. 36 5. Разработка схемы связей по шатру здания и колоннам.. 37 Литература. 41
Введение Древесина является одним из основных строительных материалов. В перспективе при рациональной технологии обработки древесины и эффективном использовании ее отходов, при новых качествах и формах она найдет более широкое применение во многих отраслях народного хозяйства.
Современные сборные деревянные конструкции могут конкурировать со сборными железобетонными – первые значительно дешевле, технологичны в индустриальном изготовлении и при правильной эксплуатации сооружения служат сотни лет. Деревянные конструкции особенно выгодны в сооружениях химической промышленности, где в условиях агрессивной среды они во многих случаях устойчивей и долговечней железобетонных. К основным достоинствам древесины относятся: Малый вес. Древесина имеет в среднем плотность 550 кг/м3 и в 14 раз легче стали, в 4,5 раза легче бетона, что позволяет значительно снизить материальные затраты по транспортировке, по устройству фундаментов, обходиться без тяжелых грузоподъемных механизмов при возведении зданий и сооружений. Прочность. Одним из показателей эффективности применения конструкций из различных материалов является показатель удельной прочности материала, который выражается отношением плотности материала к его расчетному сопротивлению Деформативность и вязкость. Из всех традиционных строительных материалов только древесина в меньшей степени реагирует на неравномерную осадку оснований фундаментов. Вязкий характер разрушения древесины (за исключением скалывания) позволяет перераспределять усилия в элементах, что не вызывает мгновенного отказа конструкций. Температурное расширение. Коэффициент линейного расширения древесины различен вдоль волокон и под углом к ним. Вдоль волокон значение этого коэффициента в 7-10 раз меньше, чем поперек волокон, и в 2-3 раза меньше, чем у стали. Этот факт дает возможность не учитывать влияние температуры и не требует членения здания на температурные блоки. Теплопроводность. Малая теплопроводность древесины, обусловленная ее структурой, является основой широкого применения в стенах ограждающих конструкций. К недостаткам можно отнести: Неоднородность, анизотропность древесины и пороки. Неоднородность древесины проявляется в различии строения и свойств годовых слоев, образующихся в процессе роста дерева в зависимости от условий внешней среды, т.е. климатических условий, различных районов, экологии, продолжительности зимнего и летнего периодов. Неоднородность древесины сказывается на изменчивости показателей прочности, что усложняет получение достоверных расчетных характеристик древесины.
Зависимость физико-механических свойств древесины от влажности. Древесина обладает способностью впитывать в себя влагу ввиду своей гигроскопичности. От количества влаги в древесине в значительной мере зависят и ее физико-механические свойства. Большое количество влаги может в значительной мере нивелировать некоторые достоинства древесины. Древесина используется в малом судостроении, строительстве, столярном производстве. Это элементы строительных конструкций, стеновой брус, паркет, погонажные изделия, оконные рамы, шпалы и столбы линий электропередач. Из дерева делают сваи и другие элементы гидротехнических сооружений, которые служат неограниченно долго. Конструкции из дерева дают возможность экономично и красиво оформить здания различного назначения: спорт- и кинозалы, склады, ремонтные мастерские, выставочные павильоны, ангары. Деревянные конструкции используются также в покрытиях малоэтажных гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданиях, в сборном малоэтажном жилищном строительстве и в других сооружениях.
1. Расчет и конструирование ограждающей конструкции покрытия Расчёт клеефанерной плиты Запроектировать и рассчитать клеефанерную плиту под утепленную рулонную кровлю по сегментным фермам пролетом Конструктивное решение Принимаем клеефанерную плиту размерами Каркас плиты принимаем состоящим из четырёх продольных ребер, расстояние между которыми в свету 41,5 см (рисунок). Для обеспечения совместной работы плит во время эксплуатации к крайним ребрам приклеиваются стыковочные бруски, высота сечения которых принимается равной половине высоты сечения продольных рёбер. Поперечные рёбра устраиваем только в торцах панелей в виде вкладышей, склеенных из обрезков досок, волокна которых направлены вдоль пролёта. При сборе нагрузок принимаем, что вес вкладышей составляет 30% от веса продольных рёбер.
1-вкладыш; 2-стык фанеры; 3-верхняя фанера обшивки;4-нижняя фанера обшивки; 5-продольное ребро; 6-стыковочный брусок; 7-паоизоляция; 8-утеплитель Рисунок 1.1 –Клеефанерная плита
Определение усилий в плите Плиту рассчитываем по схеме однопролетной свободно опертой балки. Расчетный пролет панели где 0,99 – переходный коэффициент от длины к расчётному пролёту, учитывающий минимальную площадку опирания конструкции. Максимальный изгибающий момент Поперечная сила на опоре
Рисунок 1.2 - Расчётная схема верхней обшивки на монтажную нагрузку
Конструктивная схема фермы Принимаем сегментную ферму с разрезным верхним поясом из дощатоклееных блоков. Геометрические размеры фермы представлены на рисунке. Расчетный пролет фермы
Длина дуги верхнего пояса где откуда В соответствии с заданной схемой фермы длину верхнего пояса разбиваем на четыре равные панели, а нижний пояс – на три. Длина панели верхнего пояса Линейные размеры элементов фермы определяем без учета строительного подъема по таблицеV4.1 приложения У[4].
Статический расчет Нагрузка от покрытия на 1 м2:
Нагрузка от собственного веса фермы определяется по формуле:
где
здесь
Для первого варианта нагружения (схема б, рисунок 2.1) где В узле 3при в узле 1 при Постоянная нагрузка от покрытия на 1 м2 горизонтальной проекции с учетом коэффициента нормативная расчетная где Для второго варианта нагружения (схема в, рисунок 2.1) В узле 3при в узле 1 при Интенсивность снеговой нормативной нагрузки для первого варианта нагружения равна – в узле 3: – в узле 1: Интенсивность снеговой нормативной нагрузки для второго варианта нагружения (по треугольнику) в узле 3: в узле 1: Погонная расчетная нагрузка на ферму: постоянная интенсивность снеговой нагрузки Для первого варианта нагружения:
– в узле 3: – в узле 1: Для второго варианта нагружения (по треугольнику): в узле 1 в узле 2 где
Для определения расчетных усилий в элементах сегментных ферм рассматриваются следующие сочетания постоянных и временных нагрузок на горизонтальную проекцию: – постоянная и временная снеговая по всему пролету - для определения усилий в поясах; – постоянная нагрузка по всему пролету и временная снеговая нагрузка на половине пролета - для определения усилий в элементах решетки. Поскольку ветровая нагрузка разгружает ферму, в расчет ее не учитывают. В расчете сегментных ферм рассматривают 3 варианта нагружения снеговой нагрузкой (рисунок 2.1): – распределенная по всему пролету по первому варианту – схема б; – распределенная по закону треугольника по всему пролёту – схема в; – распределенная по закону треугольника на одной половине пролета – схема г. Определяем усилия в элементах фермы от постоянной и временной нагрузок по таблицам приложения У [4] (от погонной нагрузки). а) -постоянная нагрузка по всему пролёту; б) – снеговая нагрузка по всему пролету, по первому варианту распределения ( в) - снеговая нагрузка по всему пролету, распределенная по закону треугольника; г) - снеговая нагрузка на одной половине пролета, распределенная по закону треугольника; Рисунок 2.1 - Геометрическая схема сегментной фермы и возможные варианты нагружения
Таблица 2.1 - Усилия в элементах фермы, кН
Конструктивный расчет Расчет раскосов Все раскосы проектируем клееными одинакового сечения из досок толщиной 30 мм. За расчетное усилие принимаем сжимающее усилие по таблице 2.1. Расчёт ведём для самого длинного раскоса 3-7. Исходя из предельной гибкости
Рисунок 2.3 - Сечение раскосов
Проверяем сечение раскоса на устойчивость по формуле(7.5)[1]: где
где
(таблица 6.5 [1]);
Запас прочности
Опорный узел В опорном узле верхний пояс упирается в плиту (упорная плита) с рёбрами жёсткости, приваренную к вертикальным фасонкам сварного башмака(рисунок 2.4). Снизу фасонки приварены к опорной плите. Толщина фасонок принята 0,8 см.
1 – опорная плита; 2 – вертикальные фасонки сварного башмака; 3 – упорная плита; 4 – рёбра жёсткости упорной плиты; 5 – болт Æ14 мм, l=160 мм; 6 – верхний пояс фермы; 7 – нижний пояс фермы (неравнополочный уголок ∟75´50´5); 8 – соединительная прокладка - ∟63´40´4, l=100 мм. Рисунок 2.4 - Опорный узел фермы
Определяем площадь опирания торца верхнего пояса на упорную плиту башмака из условия смятия древесины под действием максимальной сжимающей силы
где здесь Приняв ширину плиты равной ширине верхнего пояса, находим длину плиты: Тогда:
Рисунок 2.5 - Упорная плита башмака с ребрами жесткости
Проверяем местную прочность упорной плиты на изгиб. Для этого рассмотрим среднюю часть упорной плиты как прямоугольную плиту, свободно опёртую по четырём сторонам, которыми являются вертикальные фасонки башмака и рёбра жёсткости упорной плиты. Вертикальные фасонки толщиной по 8 мм располагаем на расстоянии 100 мм в свету для того, чтобы между ними могли разместиться два неравнополочных уголка нижнего пояса. Расчёт ведём по формулам теории упругости, приведенным в [7]. Расчётные пролёты опёртой по четырём сторонам плиты (рисунок 2.4 и 2.5):
При Изгибающий момент в такой плите: Крайние участки упорной плиты рассмотрим как консоли. Расчёт ведём для полосы шириной 1 см. При По наибольшему из найденных для двух участков плиты изгибающих моментов определяем требуемую толщину плиты по формуле (4.13) [7]:
Принимаем Проверяем общую прочность упорной плиты на изгиб. Расчёт ведём приближенно как расчёт балок таврового сечения (рисунок 2.4) пролётом, равным расстоянию между осями вертикальных фасонок Нагрузка на рассматриваемую плиту (
где Интенсивность нагрузки под торцом элемента верхнего пояса шириной 11.5 см:
Изгибающий момент в балке таврового сечения:
Определяем момент сопротивления заштрихованной части сечения плиты, рисунок 2.5. Расстояние от нижней грани ребер жесткости до центра тяжести сечения:
Где
Запас прочности Рассчитываем опорную плиту(рисунок 2.4). Полагаем, что опорная плита башмака опирается на брус из такой же древесины, что и ферма. Определяем размеры опорной плиты. Длина опорной плиты lпл принимается исходя из конструктивных требований (таблица 39 [6]) не менее значения:
где
Принимаем длину опорной плиты Максимальная опорная реакция фермы от постоянной нагрузки и снеговой нагрузки по всему пролету по закону треугольника: Требуемая ширина опорной плиты будет равна:
Принимаем размеры плиты Напряжения смятия под опорной плитой: где Запас прочности Толщину опорной плиты (рисунок 2.4) находим из условия изгиба: — консольного участка — среднего участка где
При ширине расчётной полосы в 1 см находим толщину плиты:
Принимаем Находим длину сварных швов, крепящих уголки нижнего пояса к вертикальным фасонкам. Принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С (ГОСТ 2246-70*), для которой Т.к. Принимаем сварные швов минимальной длины, т.е. 5см.
Коньковый узел Нижний промежуточный узел
В узле нижнего пояса фермы(рисунок 2.8) уголки прерываются и перекрываются пластинами. В центре пластины просверлено отверстие для узлового болта. Исходя из условия размещения сварных швов, прикрепляющих уголки к пластинам и условия размещения узлового болта, ширину пластин назначаем 11.0 см. Из условия прочности на растяжение стальной передаточной пластины, ослабленной отверстием под узловой болт, найдем её толщину:
Из условия возможности выполнения принятых ранее сварных швов в соответствии с п12.8(5) принимаем Передаточные пластины соединяются с уголками с нижнего пояса сварными швами такой же длины, как и в опорном узле. Диаметр болта определяем из условия его изгиба от максимальной силы, выбранной из разности усилий в смежных панелях нижнего пояса и равнодействующей усилий в раскосах. Максимальная разность усилий в смежных панелях нижнего пояса возникает при постоянной нагрузке и односторонней снеговой нагрузке, распределенной по треугольнику:
1 – раскос; 2 – нижний пояс фермы (2∟ 75x50х5); 3 – узловой болт Æ16 мм, l=170 мм; 4 – передаточная пластина 340´110´8 мм; 5 – пластинка-наконечник 390´100´8 мм; 6 – болт Æ10 мм, l=280 мм; 7 – болт Æ10 мм, l=280 мм; 8 – гвоздь Æ5 мм; 9 – подкладка 120´100´8 мм; Рисунок 2.8 - Нижний промежуточный узел фермы
Равнодействующую усилий в раскосах определяем аналитически по теореме косинусов. Из таблицы 2.1 выбираем при действии на ферму постоянной нагрузки и снеговой нагрузки, распределенной по треугольнику на половине пролета усилия Тогда Где Изгибающий момент в узловом болте Где е=0,8+0,4=1.2см – эксцентриситет приложения усилия Диаметр болта определяем по формуле:
Принимаем узловой болт диаметром d =1.6см. Прочность на растяжение стальных пластинок-наконечников, ослабленных отверстиями под болты и гвозди, проверялись в п.3.1.4.2.1.
3. Статический расчет поперечной рамы и подбор сечения колонны По исходным п. 1 и 2 подобрать сечение клееной колонны из древесины лиственницы 2-го сорта и законструировать ее сопряжение с фундаментом. Высота до низа фермы Н=7.5 м. Здание проектируется для типа местности "В" в V ветровом районе.
Статический расчет рамы Поскольку рама является статически неопределимой системой, то определяем значение лишнего неизвестного, которым является продольное усилие в ригеле “Fx”. Расчет выполняем для каждого вида загружения: - от ветровой нагрузки на стены: - от ветровой нагрузки, приложенной в уровне ригеля: - от стенового ограждения:
где здесь Примем, что положительное значение неизвестного “FX” направлено от узлов рамы (на рисунке 3.1,а показано сплошной линией), а изгибающего момента – по часовой стрелке. Определим изгибающие моменты в заделке рамы. Для левой колонны: Для правой колонны: Поперечная сила в заделке: Расчетные усилия:
где
Подбор сечения колонны Так как
где здесь
Проектируем колонну прямоугольного сечения, рисунок 3.2. Ширину сечения определяем Рисунок 3.2 – Сечение колонны
где
Принимаем ширину сечения колонны 225 мм, что с учетом острожки досок по кромкам составит После назначения ширины сечения колонны проверяем длину опорной плиты фермы
где
Так как Высоту сечения колонны принимаем из 16 досок толщиной 33 мм (после острожки). Тогда высота сечения Проверим сечение сжато-изогнутого элемента по формуле (7.21) [1]:
где
где
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 272; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.206.43 (0.252 с.) |