Контрольная работа по "Строительству"

Содержание:

 

Задача 1………………………………………………………………………3

 

Задача 2………………………………………………………………………6

 

Задача 3………………………………………………………………………9

 

Список литературы………………………………………………………..11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1. «Соединения на стальных рабочих элементах».

 

Задача: Рассчитать опорный узел брусчатой фермы, решенный на стальных натяжных хомутах (рис.1, а). Угол между верхним и нижним поясами α=21050I. Расчетные усилия: в верхнем поясе Nc=26300 кгс; в нижнем поясе Np=24400 кгс. Пояса выполнены из брусьев сечением 18х22 см.

 

Решение:

Верхний сжатый пояс упирается во вкладыш. Площадь упора F=18х22=396 см2. Расчетное сопротивление смятию при направлении усилия под углом α ~ 220 к направлению волокон вкладыша Rсм а – 98 кгс/см2.

Проверяем вкладыш на смятие:

 

 

 

 

Рис.1. Опорный узел на стальных натяжных хомутах.

 

Натяжные хомуты опорного узла состоят из четырех тяжей, стального упора в левой части и двух вертикальных уголков в правой части хомутов. На стальной упор, состоящий из двух вертикальных уголков и двух приваренных к ним горизонтальных траверс (рис.1, а), через вкладыш передается горизонтальная составляющая усилия Nc, равная Np, а на вертикальные уголки в правой части хомутов через деревянные накладки опорного узла, скрепленные с нижним поясом нагелями, передается от пояса уравновешивающее усилие Np.

Требуемая площадь сечения нетто тяжа:

 

 

где 0,85 – коэффициент, учитывающий возможную неравномерность распределения усилия между тяжами.

Принимаем тяж d = 27 мм с Fнт =4,27 см2.

Сечение накладок назначаем a x h = 10 x 22 см. Вкладыш высотой 22 см упирается в евртикальные уголки. Расстояние между осями тяжей в вертикальном напарвлении lв = h + d =22 + 2,7 = 24,7 см.

Изгибающий момент в вертикальном уголке, считая, что давление от вкладыша на уголок будет равномерным (рис.1, б),

 

Принимаем уголки 100 х 8 с Jx = 147 см2; z0 = 2,75 см.

Момент сопротивления уголка

 

Напряжение изгиба в уголке

 

Вертикальные уголки хомута у торцов накладок принимаем такими же: 100х8. Горизонтальные траверсы проектируем из двух сваренных вместе неравнобоких уголков 90х56х5,5, образующих коробчатое сечение. Для одного уголка

 

Момент инерции сечения траверсы

 

Момент сопротивления

 

Расстояние между осями тяжей в плане

 

Длина площади опирания вертикальных уголков на горизонтальную траеврсу (рис.1, в)

 

Изгибающий момент в траверсе

 

Напряжение изгиба

 

 

Накладки с поясом соединяем нагелями из круглой стали d = 20 мм.

Необходимое число нагилей

 

 

где 920 – несущая способность нагеля Тн в кгс на один срез при толщине накладки а = 10 см.

Ставим 13 нагилей, из которых 4 – болта. Нагели размещаем в два продольных ряда, соблюдая нормы расстановки (см.рис.1, а).

Принимаем s1 = 7 d = 14 см; s2 = 3 d = 6 см; s3= 10 см > 3,5 d.

Проверяем прочность нижнего пояса:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2. «Балки и стойки составного сечения».

 

Задача: Запроектировать и расчитать двускатную многослойную клееную балку покрытия школьного спортивного зала (рис.2, а). расчетный пролет l=11,7 см. полная расчетная нагрузка ( с учетом собственного веса балки) q=1350 кгс/м. нормативная нагрузка qн = 1100 кгс/м. Уклон кровли l=0,1.

 

Решение: Поперечное сечение балки проектируем прямоугольным. Высоту балки в середине пролета назначаем равной

 

Балку составляем из досок толщиной в заготовке 50 мм, а в деле после двухсторонней острожки – 45 мм. В середине пролета балку собираем из 26 слоев досок (рис.2, б), что обеспечивает высоту балки h=26·4,5=117 см.

Высота балки на опоре при заданном уклоне кровли должна быть

 

Принимаем 13 досок (рис.2, в), что составляет

 

Минимальная ширина сечения балки

 

 

Рис.2. Двускатная многослойная клееная балка.

 

Назначаем ширину досок в заготовке 150 мм, а в деле после острожки кромок и повторной острожки боковых поверхностей склеенной балки b=140 мм.

Расстояние от оси опоры двускатной балки до наиболее напряженного сечения при работе на изгиб по формуле:

 

 

 

Изгибающий момент в опасном сечении по формуле:

 

 

 

 

Высота балки в расчетном сечении

 

 

Момент сопротивления сечения

 

где 0,88 – коэффициент условий работы для балки высотой 87,8 см.

Напряжение изгиба

 

Поперечная сила на опоре

 

Напряжение складывается по формуле:

 

 

 

Момент инерции сечения балки в середине пролета

 

Коэффициент, учитывающий переменность сечения, по формуле:

 

 

Относительный прогиб балки

 

 

Требуемая площадь смятия опорной подушки (рис.2, г)

 

где - опорная реакция балки;

Rcм90=24 кгс/см2 – расчетное сопротивление смятию поперек волокон в опорных плоскостях конструкций.

По ширине балки b=14 см требуемая ширина опорной подушки равна:

 

Требования к качеству пиломатериалов для изготовления балок должны быть выдержаны в соответствии с категориями элементов балки, указанными на рис. 2, б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 3. «Конструкции с применением пластмасс».

 

Задача: Проверить прочность ограждающей оболочки двускатного парника (рис.3), выполненной из полиэтиленовой пленки толщиной δ=0,08 мм. Шаг расстановки деревянных рам каркаса В=1 м. Угол наклона покрытия к горизонту α=350. Район строительства – Хабаровский край.

 

Решение: Относительно малым собственным весом пленки в расчете пренебрегаем. Для расчета вырезаем полосу пленки шириной 1 м. Парники эксплуатируются не круглосуточно, поэтому нормативный снеговой покров принимаем равным .

 

 

Рис.3. Парник пленочно-каркасной конструкции.

1 – полиэтиленовая пленка, 2 – деревянная рама,

3 – бортовая доска, 4 –  бобина.

 

Расчетная снеговая нагрузка на 1 м ширины пленки по скату

 

где с=0,73 – коэффициент, принимаемый при α=350; n=1,4 – коэффициент перегрузки.

Расчетная ветровая нагрузка:

положительное давление

 

отрицательное давление (отсос)

 

здесь 0,8 – коэффициент для пленочных покрытий;

с12 – аэродинамические коэффициенты;

= 45 кгс/м2 – нормативный ветровой напор для III района (Хабаровский край);

n=1,2 – коэффициент перегрузки.

Пленку рассчитываем на совместное действие снеговой нагрузки и положительного давления ветра при температуре окружающего воздуха t=00.

Расчетная нагрузка на 1 пог.м рассматриваемой полосы

q=0,9(8,4+13)=19,4 кгс/м

где 0,9 – коэффициент, учитывающий дополнительное сочетание кратковременных нагрузок.

Расчетный пролет пленки l = B = 1м. Стрелу провисания пленки принимаем равной 1/20 l.

Натяжение в пленке по формуле:

 

 

 

 

Напряжение растяжения

 

здесь =50 - расчетное сопротивление растяжению полиэтиленовой пленки при t=00;

m=1,2 – коэффициент условий работы при воздействии кратковременных нагрузок.

Проверим прочность пленки при действии ветрового отрицательного давления без снеговой нагрузки при температуре окружающего воздуха t = +20 0С.

Расчетное сопротивление растяжению полиэтиленовой пленки в этом случае =40 .

Натяжение в пленке

H = 2,5·17,2·1 = 43 кгс

Напряжение растяжения

 

Необходимо увеличить толщину пленки до δ=0,1 мм. Для восприятия ветрового отрицательного давления пленка должна быть соответственно закреплена на рамах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

1. Иванов В.А. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования. 3-е изд., перераб и доп. Киев: В.школа. Головное изд-во, 1981.
2. Шишкин В.Е. Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс. М.: Стройиздат. 1974.
3. Слицкоухов Ю.В., Буданов В.Д., Гаппоев М.М.. Конструкции из дерева и пластмасс. М.: Стройиздат. 1986.