Расчет клеефанерной плиты покрытия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

АлтГТУ им. И.И. Ползунова

Кафедра «Строительных конструкций»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Деревянные конструкции»

Выполнил Студент ПГС-02 Лукина Н.В.

Проверил Преподаватель Халтурин Ю.В.

Барнаул 2004

1. Плита покрытия клеефанерная

Утепленная плита с фанерными обшивками размером в плане 1.5x 4,5 м.

Фанерные листы обшивок стыкуются между собой на усовое соединение с длиной уса 10?д, где д - толщина обшивки. Наружные слои фанеры располагаются вдоль пролета панели.

Обшивки - фанера марки ФСФ сорта В/ВВ - нижняя д_н-=9мм, верхняя д_в=12мм, плотностью с=7 кН/м³. Ребра - сосновые доски 2-го сорта, с=5 кН/м³. Утеплитель - твердые минераловатные плиты толщиной 100 мм на синтетическом связующем с=2.0 кН/м³.

Пароизоляция - слой битума, которым приклеивается утеплитель. Каркас - 4 продольных ребра из досок 50*150мм (в заготовке). После острожки кромок h_p = 150 - 5,5 =144,5 ? 145 мм.

Поперечные ребра не ставятся (кроме двух обрамляющих в торцах). Ширина панели по низу - 1490 мм, по верху - 1470 мм. Высота панели из условия жесткости и конмтруктивных требований принимается:

h= (1/30...1/40)?l, h = 14,5+0,9+1,2=16,6 см (?l/30)

1.1 Нагрузки на 1 м² панели

Ширина площади опирания - 6 см (не менее 5.5 см согласно [1, п.6,7],

Фактический продольный размер l₀=4.5-0.02=4.48

Расчетный пролет панели l_р=4,5*0,99=4,46 м.

Полные нагрузки на 1 пог.м. панели при ширине ее 1.5 м составят

- нормативная нагрузка:

- расчетная нагрузка:

1.2 Расчетные характеристики материалов

Для фанеры:

д_н-=9мм, д_в=12мм.

Модуль упругости фанеры вдоль волокон наружных слоев (1, Табл.14) E_ф = 9000 МПа

Расчетные сопротивления (1, Табл.6):

R_ф.р. = 14,0 МПа - растяжение в плоскости вдоль волокон наружных слоев;

R_ф.с. = 12,0 МПа - сжатие в плоскости вдоль волокон наружных слоев;

R_ф.ск. = 0,8 МПа - скалывание в плоскости вдоль волокон наружных слоев;

R_ф.и. = 6,5 МПа - изгиб из плоскости поперек волокон наружных слоев.

Для древесины:

Модуль упругости древесины вдоль волокон (1, п.5,3.) E_др = 10000 МПа

Расчетные сопротивления для 2 сорта древесины (1, Табл.3):

R_др.и.. = 13,0 МПа - изгиб;

R_др.ск. = 1,6 МПа - скалывание вдоль волокон;

Рис. 1.2.1 Расчетная схема

В виду совместимости работы деревянных ребер и фанерных обшивок, имеющих разные модули упругости, конструктивный расчет следует выполнять по методу приведенного сечения.

д_н-=0,009м; д_в=0,012м; h_p=0,145м; b_p=4?0,05=0,2м; B_расч=0,9?1,5=1,35м.

Согласно этому методу геометрические характеристики приводят к тому материалу, в котором проверяется напряженное состояние. При расчете панели приводим к материалу обшивок (фанере), так как производим проверку их прочности как наиболее напряженных.

1.3 Схема расчета геометрических характеристик сечения плиты по методу приведенного сечения

Статический момент относительно нижней плоскости нижней обшивки:

Расстояние от нижней кромки до нейтральной оси:

Момент инерции, приведенный к фанере:

Статический момент верхней обшивки, приведенной к фанере:

Статический момент отсеченной выше нейтральной оси части сечения, приведенный к фанере:

1.4 Конструктивный расчет

1.4.1. Расчет по несущей способности и устойчивости

1.4.1.1 Нормальные напряжения в растянутой обшивке

где m_ф - коэффициент, учитывающий ослабление фанеры в стыке на «ус» (1, п.4.24.,)

1.4.1.2 Устойчивость сжатой обшивки

где a - расстояние между ребрами в свету.

1.4.1.3 Местный изгиб верхней обшивки от сосредоточенного груза (монтажник с инструментами Р=1.2 кН)

сечение плита фанера обшивка

Предполагается, что действие сосредоточенной нагрузки распределяется на ширину b=1м, а расчетная схема при этом представляет собой балку с защемленными концами.

где с - расстояние между ребрами в осях:

где m_н=1.2, коэффициент, учитывающий кратковременное действие монтажной нагрузки.

1.4.1.4 Скалывание по клеевому шву в местах приклейки верхней обшивки к ребрам

1.4.2 Расчет по деформациям

1.4.2.1 Прогиб панели в середине пролета по п.4.34. СНиП

Ферма «ЦНИИСК» клееная с раскосами на узловых болтах

Запроектировать клееную ферму ЦНИИСК пролетом l=12 м под рубероидную кровлю по утепленным клеефанерным плитам заводского изготовления. Здание II класса ответственности, коэффициент надежности по назначению г_n=1,03. Температурно влажностные условия эксплуотации А2.

Шаг ферм В=4,5 м. Место строительства - V снеговой район.

Нагрузки от покрытия: нормативная g_п^н=5,63 кН/м², расчетная g_п^р=8,637 кН/м².

Для изготовления фермы используются сосновые доски 2-го сорта толщиной после острожки 33 мм, металлические элементы из стали марки С245по ТУ-1-3023-80.

Геометрические размеры фермы:

Пролет l=12 м, высота в коньке h=l/5=12/5=2.4 м. Угол наклона верхнего пояса к горизонту б=21⁰50'(tgб=2*h/l=2*2.4/12=0.4); cosб=0.928; sinб=0.371.

Геометрическая схема фермы, обозначения элементов фермы и узлов приведены на рисунке. Углы наклона и длины элементов фермы определяем без учета строительного подъема ( при конструировании и изготовлении фермы должен создаваться строительный подъем f_стр=l/200=60 мм).

Нагрузки

Нагрузку от собственного веса фермы определяем при k_св=5 по формуле

Где g_п^н=0,553/0,928=0,60 кН/м² нагрузка от покрытия (без учета веса ферм) на 1 м² горизогтальной проекции покрытия;

S₀^н=3,2 кН/м² -вес снегового покрова для V снегового района.

Расчетные усилия в элементах фермы определяем для двух вариантов загружения фермы снеговой нагрузкой согласно [2,прил.3]т.к.

б=21⁰50' (20⁰<б<30⁰).

При загружении фермы снеговой нагрузкой равномерно распределенной по всему пролету полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия

При втором варианте загружения

Расчетная нагрузка на ферму при I-ом варианте загружения.

При втором варианте загружения

Нагрузка на узлы верхнего пояса при I-ом варианте загружения.

На узлы A и В

На узлы C,D,E

Нагрузка на узлы верхнего пояса при 2-ом варианте загружения:

Расчетные усилия в элементах фермы приведены в таблице.

Подбор сечения элементов фермы

Верхний пояс по длинне одного ската проектируем разрезным из двух клееных блоков со стыком в узле С. Максимальный изгибающий момент в панели АС от внеузловой равномерно распределенной нагрузки определяем для второго варианта загружения с учетом того, что на верхний пояс приходится половина собственного веса фермы.

Для уменьшения изгибающего момента в панели фермы создаем внецентренное приложение продольного сжимающего усилия, в результате чего в узлах верхнего пояса возникают разгружающие отрицательные моменты.

Расчетный эксцентриситет определяем из условия равенства опорных и пролетных моментов в опорной панели верхнего пояса фермы 0,5*М₀=N*l откуда l=M₀/2*N=80,22/(2*84,71)=0,47 м.

Принимаем l= 0,07 м во всех узлах верхнего пояса, тогда разгружающий момент для опорной панели будет

М_N= -0,47*84,71= -39,81кН.м.

Принимаем сечение верхнего пояса из 11 досок толщиной 33 мм(после острожки и усушки досок толщиной 40 мм). Ширину досок принимаем 175мм.

Длина клееного пакета меньше 12м, следовательно на острожку по боковым граням пакета после его склейки идет 15 мм. Таким образом,

h=11*3,3 =36,3 см; b =17,5-1,5=16,0см.

Площадь поперечного сечения F = 0,16* 0,363 = 5,81*10^-2 м².

Момент сопротивления W= b*h² /6 = 0,16*0,363/6 = 0,35* 10^-2 м.

Расчет на прочность нижней панели верхнего пояса производим как сжато-изгибаемого элемента по формуле (28) [1].,

.

Расчетные сопротивления древесины 2-ro сорта согласно [1,табл.З,п.1,в]

R_u= R_c = 15/г_n= 15/0,95=15,8 МПа.

Согласно [1,п.4.17] для шарнирно опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов параболического очертания

М_д= М/о, где о =1-N/(ц* R_с*F_бр,).

Для шарнирно-опертых элементов при эпюре моментов прямоугольного очертания коэффициент о следует умножать на коэффициент К_н.

К_Н= б_Н +о*(1-б)

где б_Н = 0,81 при эпюрах прямоугольного очертания (в нашем случае от момента М_N).

Размещено на Allbest.ru