Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Декабря 2014 в 05:06, курсовая работа
В данном проекте примем, что высота несущей конструкции равна 1/6 длины пролета. Значит крайний прогон бужет находиться относительно горизонтали под углом 30о. Этот прогон и будет в дальнейшем проверяется по прочности и деформациям.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
"Южно-Уральский государственный университет"
Научный Исследовательский Университет
Кафедра «Технология строительного производства»
Курсовой проект по предмету:
«Конструкции из дерева и пластмасс»
на тему
«Здание с деревянным каркасом»
270102.2014.ПЗ
Челябинск 2014
Оглавление
Здание склада имеет прямоугольное очертание с размерами 15 х 45м.
Пролёт здания 15м шаг колонн 4,5м.
Высота до низа несущих конструкций = 6,2м
Сбор нагрузок
№ |
Наименование |
|||
1 |
Гидроизоляция 2 слоя бикроста |
5 |
1,2 |
6 |
2 |
Цементно-песчаная стяжка |
42 |
1,3 |
54,6 |
3 |
Утеплитель |
30 |
1,2 |
36 |
4 |
Настил |
20 |
1,2 |
11,4 |
5 |
Рабочий настил |
20 |
1,2 |
24 |
Итого: |
106,5 |
116 | ||
6 |
Снеговая нагрузка: 4 снеговой район |
240х0,7=168 |
240 | |
Полная: |
274,5 |
356 |
Рис.1. Рабочий настил 4 доски на 1 метр
Расчёт настила
Первое сочетание:
1) проверка на прочность
Принимаем δ = 32 мм.
2) проверка на деформативность
Тогда принимаем толщину настила 40 мм.
проверка на деформативность
Второе сочетание:
где
P = 120 кг – масса монтажника с инструментом,
m = 1.2,
Условие выполняется
Примем рабочий настил 2-го сорта поперечным сечением 150х40 мм
Шаг прогонов примем 2 м
г Магнитогорск относится к 4 снеговому району
В данном проекте примем, что высота несущей конструкции равна 1/6 длины пролета. Значит крайний прогон бужет находиться относительно горизонтали под углом 30о. Этот прогон и будет в дальнейшем проверяется по прочности и деформациям.
На прогон действует нагрузка от собственного веса кровельного пирога и снегового покрова.
Определим расчетные усилия в конструкции
l – шаг основных несущих конструкций.
Условие выполняется
Условие выполняется
Примем прогон из сосны 2-го сорта поперечным сечением 200х250 мм
Рис.5. Расчётная схема арки
Все постоянные нагрузки на арку включая собственный вес арки
Вес снегового покрова действующего на арку
K Шаг стропильных конструкций
Объёмный вес древесины
b Ширина прогона
h Высота прогона
l Длина прогона
n количество прогонов,
L Пролёт
Коэффициент собственного веса арки
A = 0,07
B = 0,65
C =0,78
Д =0,53
Усилие в коньке
Расчётная длина в плоскости
Проверка прочности арки:
Пояс арки будем производить из клееных досок (40х150 ) мм. С припуском на сторожку по ширине 8 мм, по толщине 6 мм.(ГОСТ 7307-75). Предварительно зададимся сечением высотой из 15 досок 40мм 15х40=600мм шириной 150мм. С припусками на сторожку сечение будет мм высотой и 142мм шириной.
Внецентренное сжатие:
Изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяющий из расчёта по деформативной схеме
Коэффициент учитывающий дополнительный момент от продольной силы в следствии прогиба элемента
Условие выполняется
Расчет на устойчивость можно не проводить т.к.
Примем пояс арки из клеёной сосны 2-го сорта поперечным сечением 150х600мм из 15 клееных досок по 40мм, с припуском на обработку по ширине 8мм, по толщине 6мм. С припусками на сторожку сечение будет 15х34=510мм 510х142мм
Подберём затяжку:
Площадь затяжки
Hаспор
Диаметр круга будет равен:
Примем затяжку из круга диаметром 32мм по ГОСТ 2590-2006.
Расчет фермы
Таблица усилий
От единичной силы
|
От действующих нагрузок
| ||||||
Обозначение |
На всем пролете |
На половине пролета слева |
На половине пролета справа |
Постоянная нагрузка |
Снег на всем пролете |
Снег слева на пролете |
Снег справа на пролете |
Q1 |
-0.827 |
-0.556 |
-0.271 |
-6721,5252 |
-13397,4 |
-9007,2 |
-4390,2 |
Q2 |
-0.75 |
-0.445 |
-0.305 |
-6095,7 |
-12150 |
-7209 |
-4941 |
Q3 |
-0.75 |
-0.305 |
-0.445 |
-6095,7 |
-12150 |
-4941 |
-7209 |
Q4 |
-0.827 |
-0.271 |
-0.556 |
-6721,5252 |
-13397,4 |
-4390,2 |
-9007,2 |
U1 |
0.734 |
0.494 |
0.24 |
5965,6584 |
11890,8 |
8002,8 |
3888 |
U2 |
0.742 |
0.371 |
0.371 |
6030,6792 |
12020,4 |
6010,2 |
6010,2 |
U3 |
0.734 |
0.24 |
0.494 |
5965,6584 |
11890,8 |
3888 |
8002,8 |
D1 |
0.01 |
-0.085 |
0.095 |
81,276 |
162 |
-1377 |
1539 |
D2 |
-0.008 |
0.095 |
-0.103 |
-65,0208 |
-129,6 |
1539 |
-1668,6 |
D3 |
0.008 |
-0.103 |
0.095 |
65,0208 |
129,6 |
-1668,6 |
1539 |
D4 |
-0.01 |
0.095 |
-0.085 |
-81,276 |
-162 |
1539 |
-1377 |
Подбор поперечного сечения верхнего пояса
Максимальное усилие возникает при комбинации постоянной и снеговой нагрузке во всем пролете: Q1 = - 6721,5252 – 13397 = кг
1)
Принимаем размеры сечения: b = 142 мм, h = 34∙8 =272 мм.
F = 386,24 см2, W = 1750,95 см3
2) Q2 = -6095,7 - 12150 = кг
Принимаем размеры сечения: b = 142 мм, h = 34∙6 =204 мм.
F = 289,68 см2, W = 984,91 см3
Подбор сечения нижнего пояса
Проектируем из двух уголков.
Максимальное усилие в нижнем поясе: U2 = 6030,68 + 12020,4 = 18051,08 кг
Принимаем 2 уголка 56х4 площадью 4,38 см2
Подбор сечения раскосов
Раскосы D2, D3
На сжатие:
D2 = -1668,6 – 65,0208 = 1733,62 кг
расстояние между точками закрепления – 3,54 м
b = 142 мм, h = 34х3 = 102 мм, F = 144,84см2
, то
На растяжение:
D3 = 1539 + 65,0208 = 1604,02 кг
Нужно учесть ослабления. Рассчитать количество глухарей для соединения раскосов. Несущая способность глухарей:
По наименьшему значению считаем:
Требуется 5 глухарей диаметром 12 мм. Но по конструктивным соображениям принимаем 10 глухарей.
Площадь с учетов ослаблений:
Для клееных элементов:
Раскосы D1, D4
На сжатие:
D4 = -1377 – 81,276 = - 1458,276 кг
расстояние между точками закрепления – 2,36м
b = 142 мм, h = 34х2 = 68 мм, F = 96,56см2
, то
На растяжение.
D1 = 1539 + 81,276 = 1620,276кг
Нужно учесть ослабления. Рассчитать количество глухарей для соединения раскосов. Несущая способность глухарей:
По наименьшему значению считаем:
Требуется 5 глухарей диаметром 12 мм. Но по конструктивным соображениям принимаем 10 глухарей.
Площадь с учетов ослаблений:
Для клееных элементов:
Объем фермы:
Объем арки:
Расчет центрального болта
Принимаем болт d = 27 мм
Накладки толщиной 75 мм
Несущая способность сечения с учетом 2 срезов:
Расчет опирания фермы на колонну
Опорная реакция:
Опирание фермы осуществляется через обвязочный брус размерами: 100х142.
Проверка условия на смятие:
Расчёт колонн на действие следующих нагрузок:
Постоянные нагрузки от веса кровли, прогонов, арки.
Постоянная нагрузка от стеновых панелей равна
Нагрузка приложена с экстренситетом e=0,308 м
Кратковременная нагрузка от действия ветра.
Нагрузки от давления ветра:
г.Магнитогорск относится ко 3 ветровому району.
Тип местности А
K=1
С учётом что шаг конструкций равен 4,5 м получим:
Рис.6. Расчётная схема колонны
Составляющая от ветровой нагрузки приложенной на стены:
Составляющая от ветровой нагрузки приложенной в уровне ригеля:
Составляющая от веса стеновых панелей:
Суммарная горизонтальная реакция:
Найдём момент в заделке:
Найдём поперечную силу в заделке:
Найдём нормальную силу в заделке:
Расчётная длина колонны в плоскости рамы:
Расчётная длина колонны из плоскости рамы:
-раскрепление колонны из плоскости в одном месте
Поперечное сечение колонны примем с припусками на сторожку 616*142мм
Проверка прочности колонны :
Изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяющий из расчёта по деформативной схеме:
Коэффициент учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствии прогиба элемента
Гибкость
Условие выполняется
С распоркой:
Условие выполняется
Расчёт на скалывания кг
Условие выполняется
Расчёт на устойчивость
n=1, т.к есть закрепления растянутой зоны из плоскости:
Расстояние между опорами элемента
Коэффициент зависящий от формы эпюры изгибающих моментов,
Условие выполняется
Примем колонну из клееной сосны 2-го сорта с припуском на сторожку поперечным сечением 142x616мм из 14 клееных досок по 44 мм
Расчет жесткого опорного узла.
Несущая способность одного стержня:
Принимаем стержень диаметром 16 мм и глубину вклеивания 16 см.
Количество необходимых стержней:
Принимаем 2 стержня