Деревянное каркасное здание

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Металлические и деревянные конструкции»

Курсовой проект по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» на тему «Деревянное каркасное здание»

Выполнил Студент группы 112146 М.А. Лихимович

Минск, 2010

Реферат

ДЕРЕВЯННЫЙ КАРКАС, ПАНЕЛЬ ПОКРЫТИЯ, РАМА, КОЛОННА ФАХВЕРКА, НАГРУЗКА, НАГЕЛЬ, ПОЯС, СТОЙКА, РАСПОРКА.

В курсовом проекте произведен расчет и конструирование элементов деревянного каркасного здания с целью обучения и приобретения навыков проектирования сооружений и их элементов. Скомпоновано сечение колоны фахверка, которое обеспечивает прочность и общую устойчивость. Подобрано сечение рамы. Выбраны конструктивные решения и рассчитаны узлы рамы. Запроектирована панель с досчатым каркасом под профилированный стальной настил кровлю.

Содержание

Введение

1. Компоновка каркаса

2. Расчет панели покрытия

2.1 Исходные данные

2.2 Компоновка рабочего сечения панели

3. Расчет трёхшарнирной рамы

3.1 Выбор конструктивного решения рамы

3.2 Расчет биссектрисного сечения

3.3 Расчет нормального сечения

3.4 Расчет на скалывание

3.5 Расчет плоской формы деформирования

3.6 Расчет и конструирование узлов

4. Расчет колонны

4.1 Определение нагрузок и геометрических размеров колонны

4.2 Статический расчет колонны

4.3 Расчет сопряжения колонны и фундамента

Заключение

Литература

Введение

Применение деревянных конструкций значительно расширилось в связи с развитием новых приемов и новой техники в строительстве. Основные возможности, обусловленные природными свойствами древесины как строительного материала, остаются неизменными. Однако, в связи с применением новой техники соединений и возможностью получения различных комбинаций.

Плоскостные конструкции предназначены для восприятия нагрузок, действующих в их плоскости. В зданиях или сооружениях различные плоскостные конструкции при взаимном соединении образуют пространственную конструкцию, которая должна обеспечить надежное восприятие внешних сил любого направления при наиболее невыгодном сочетании их в соответствии с условиями эксплуатации. При этом передача усилий от одних частей сооружения на другие, вплоть до его основания, должна проходить без какого-либо нарушения пространственной неизменяемости, устойчивости, жесткости и прочности всей пространственной конструкции в целом и отдельных ее частей.

Устойчивость каркасного здания при шарнирном опирании стоек на фундаменты и шарнирном примыкании их к элементам покрытия можно создать лишь в том случае, если конструктивные элементы покрытия и стен не только будут достаточно прочными, жесткими и устойчивыми для восприятия всех действующих на них нагрузок, но и создадут неизменяемые, жесткие и устойчивые диафрагмы. Участие ограждающих частей здания в обеспечении его пространственной устойчивости, которую устанавливают поверочным расчетом, возможно только при относительно малых размерах здания.

Устойчивость и жесткость зданий, собираемых из готовых щитов дощато-гвоздевой или клеефанерной конструкции заводского изготовления, перекос которых предотвращается устройством внутренних раскосов, диагональной обшивкой или оклейкой фанерой, может быть обеспечена, жесткой горизонтальной диафрагмой чердачного перекрытия или наклонным кровельным покрытием, надежно сопротивляющимся перекосу стен. Для этого необходимо, чтобы жесткость и устойчивость поперечных стен была достаточной для восприятия в своей плоскости горизонтальных сил от ветра, передающихся от продольных стен через горизонтальную диафрагму.

Горизонтальные связи, воспринимающие ветровую нагрузку, образуют в плоскости верхних поясов двух соседних несущих конструкций решетчатую ферму, которая передает действующие в ее плоскости усилия на продольные стены.

Основным типом поперечных вертикальных связей являются жесткие связи, соединяющие попарно вдоль здания соседние конструкции. Вертикальные связи не следует делать непрерывными по всей длине здания, так как при обрушении по какой-либо причине одной из несущих конструкций она перегрузит через связи соседние конструкции, что может привести к последовательному обрушению всего покрытия.

Устройство вертикальных связей в виде подкосов нецелесообразно. Если по длине здания будет действовать снеговая нагрузка различной интенсивности, то подкосы не предупредят, а наоборот, будут способствовать выпучиванию закрепляемого ими пояса фермы. Связи рассчитывают на усилия, направленные перпендикулярно плоскости раскрепляемой конструкции. В случае раскрепления верхнего сжатого пояса ферм связями, расположенными в плоскости покрытия, расстояние между узлами закрепления устанавливают в соответствии с условиями гибкости пояса из плоскости фермы.

Устройство вертикальных связей необходимо при любой схеме конструкции. Во многих случаях сечения элементов связей приходится назначать по конструктивным соображениям, при этом предельная максимальная гибкость элементов не должна превосходить нормативную.

1. Компоновка

Согласно заданию, размеры одноэтажного однопролетного деревянного здания в осях 21 36 м. Низ стропильных конструкций находится на отметке 3,4 м от уровня чистого пола. Шаг стропильных конструкций -- 4,5 м. Ограждающие конструкции -- тёплые клеефанерные панели с дощатым каркасом. Стеновые панели -- самонесущие. Несущим элементом поперечной рамы одноэтажного однопролетного деревянного здания является трёхшарнирная рама из прямолинейных элементов. Колонны фахверка цельнобрусчатые с шарнирным опиранием.

Фрагмент плана здания приведен на рисунке 2. Схема поперечной компоновки здания приведена на рисунке 1.

Рисунок 1.1 - Поперечная компоновка здания.



Рисунок 1.2 - План здания.

2. Расчет клеефанерной панели покрытия

2.1 Выбор конструкции панели покрытия

Согласно заданию на проектирование для расчета холодной панели покрытия принимаем:

-кровля - профилированный стальной настил;

-обшивка - водостойкая фанера клееная березовая марки ФСФ сорта не ниже III/IV;

-каркас панели - ель второго сорта;

-воздушная прослойка - вентилируемая вдоль панели;

Принимаем толщину фанеры 8мм. Направление волокон наружных шпонов фанеры в нижней обшивке должно быть продольным для обеспечения стыкования фанеры «на ус» и для лучшего использования прочности фанеры.

Шаг стропильных конструкций - B=4,5м.

Для дощатого каркаса применены доски сечением 32169мм. продольные и поперечные ребра.

Рекомендуемая высота панели должна находиться в пределах 1/30 1/20 пролёта панели, т. е. .

Высота панели: h_п =8+169+8=185мм

Длина панели: L_п = B-0,02 =4,5-0,02 = 4480 мм

Ширина панели: b_п = 1,5-0,01 = 1,49 мм

Величина опирания панели должна быть не менее 55мм, то расчетный пролет равен: L₀=l-2*2/3*55=4480-2*2/3*55=4407мм.

Каркас панели состоит из четырех продольных ребер.

Расстояние между ребрами в осях: a = (1490-4*32)/3= 454мм.



Рис.2.1 Клеефанерная панель

2.2 Определение нагрузок на панель

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле:

;

где:- нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от района строительства. Согласно [2, карта 2] город Могилёв расположен в II - ом снеговом районе. Нормативное значение снеговой нагрузки для него ;

- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. Согласно [2, прил.3] , так как .

Нагрузки на панель приведены в таблице 1.

Таб. 1 Сбор нагрузок на 1 мІ панели покрытия

№	Состав покрытия	Нормативная, кН/м2	f	Расчетная, Н/м2
I. Постоянная нагрузка
1	Кровля из профилирванного стального настила	0,150	1,05	0,1575
2	Бруски из ели сеччением 40х40	0,021	1,1	0,0231
3	Верхняя фанерная обшивка ,	0,056	1,1	0,0616
4	Продольные ребра каркаса	0,072	1,1	0,0792
5	Утеплитель пенополиуретан с=15кг/м3	0,016	1,2	0,0192
6	Битумная мастика	0,020	1,2	0,024
7	Поперечные ребра каркаса	0,012	1,1	0,0132
8	Нижняя фанерная обшивка ,	0,056	1,1	0,0616
Итого постоянная по форме покрытия:	0,403	-	0,4394
Нагрузка на горизонтальную проекцию	0,415	-	0,453
II. Временная нагрузка
9	Снеговая нагрузка	1,2	1,6	1,92
Всего:	1,615		2,373

Коэффициенты надежности по нагрузке приняты в соответствии с 2, табл.1. Так как , то коэффициент надёжности для снеговой нагрузки 2, п.5.7.

Полная нагрузка на панели покрытия:

- нормативная постоянная ;

- нормативная полная ;

- расчетная полная ;

2.3 Определение геометрических характеристик панели покрытия

Определим расчетный пролет панели покрытия (величина опирания панели должна быть не менее 55 мм.): L₀=l-2*2/3*55=4480-2*2/3*55=4407мм.

Рис.2.2 Расчетная схема панели покрытия

Проверим условие .

где:- расстояние между осями продольных ребер.

Тогда приведенная расчетная ширина фанерных обшивок составит:

.

где:- ширина панели покрытия.

Рис.2.3 Приведенное расчетное сечение панели покрытия

Геометрические характеристики поперечного сечения клеефанерной панели приводим к фанерной обшивке.

Вычислим момент инерции приведенного сечения:



где: - модуль упругости для фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной - модуль упругости древесины.

Определим момент сопротивления приведенного сечения:

.

2.4 Расчет на продавливание от монтажной нагрузки

Каркас состоит из 4-х продольных ребер. Шаг ребер назначаем из расчета верхней фанерной обшивки на местный изгиб поперек волокон от сосредоточенной силы как балки, заделанной по концам у ребер шириной 1000 мм (п.7.3.1.12 СНБ 5.05.01-2000).

Принимается расстояние между ребрами в осях a=500 мм

Момент в обшивке .

Момент сопротивления обшивки

Напряжения от изгиба



f_pm.90.d = 6,5 МПа - таблица 6.12 ТКП 45-5.05-146-2009

k_mod=1,2 - для 2-го класса условий эксплуатации, таблица 6.3 ТКП 45-5.05-146-2009

г_n =0,95- коэффициент надежности по назначению, СНиП 2.01.07-85* Приложение 7, п.2.

2.5 Расчет панели на прочность

Максимальный изгибающий момент в середине пролета панели покрытия составит:

Проверяем устойчивость сжатой обшивки:

где:- расчётное сопротивление фанеры сжатию в плоскости листа вдоль наружных слоёв;

k_pf - коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле:



Прочность верхней сжатой обшивки обеспеченна.

Проверяем устойчивость нижней обшивки:

где:- расчётное сопротивление фанеры растяжению в плоскости листа вдоль наружных слоёв;

- коэффициент снижения прочности с учётом вида фанеры (фанера ФСФ) и типа стыка (стык “на ус”).

Прочность нижней растянутой обшивки обеспеченна.

2.6 Расчет панели на скалывание

Расчет на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки (в пределах ширины продольных ребер) производят по формуле:

где расчётная поперечная сила в плите:



Определим приведенный статический момент верхней фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

;

где:- толщина верхней обшивки;

- расстояние от центра тяжести верхней обшивки до центра тяжести всего сечения.

Таким образом, касательные напряжения составят:

где:- расчётное сопротивление фанеры скалыванию вдоль волокн наружных слоёв фанеры;

Прочность обшивки на скалывание обеспеченна.

Расчет на скалывание продольного ребра по клеевому слою производят по формуле:

Приведенный статический момент отсеченной части ребер относительно нейтральной оси:

Приведенный к древесине момент инерции ребра:

Получим касательные напряжения в ребре:

где:- расчётное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон при изгибе клееных элементов.

Прочность ребер обеспеченна.

2.7 Расчет панели на жесткость

Расчет на жёсткость панели покрытия выполняется по условию .

Определим расчетный прогиб панели покрытия от полной нормативной нагрузки:



где:h - наибольшая высота поперечного сечения;

l - пролёт балки (плиты) равный 4500 мм;

- относительный прогиб от постоянной нормативной нагрузки,

где - для однопролётной балки

- коэффициент по [1, табл. 8.2], где - для постоянного сечения;

- коэффициент по [1, прил. 4, табл. 3], где - отношение площади пояса к площади стенки тавровой балки;

Проверяем условие:

где: - максимально допустимый прогиб из эстетико-психологических требований от постоянной нормативной нагрузки по [2, табл. 19].

Жесткость обеспеченна.

3. Расчёт трёхшарнирной рамы

3.1 Сбор нагрузок

Сбор нагрузок на трёхшарнирную раму.

Таблица 2 Нагрузки на 1м² на плоскость покрытия.

№	Наименование нагрузки	qn, кН/м2	гf	q, кН/м2
	I. Постоянная нагрузка
	От покрытия (на горизонтальную проекцию)	0,415	-	0,453
	От собственного веса фермы	0,274	1,1	154,704
	Итого	558,1		655,23
	II. Временная нагрузка
	Снеговая нагрузка (равномерно распределенная)	1,2	1,6	1,92

Собственный вес системы определяем при (по таб.1 Пособия по проектированию деревянных конструкций к СНиП II-25-85). Коэффициент металлоемкости

Н/м.

Определяем нагрузку на 1м/п верхнего пояса фермы:

- постоянная g=558,1*5/1000 =2,79 кН/м

- снеговая (равномерно распределенная) q=1200*5 =9,6 кН/м

Ветровые нагрузки.

Согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» по карте районирования по давлению ветра г. Вилейка относится к I району. По табл.5 [1] нормативное значение ветрового давления w₀=0,23 кПа.

Нормативное значение ветровой нагрузки определяем по формуле:

w=w₀kc,

гдеk -- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, принимаемый по табл. 6 [2] для типа местности - А;

c -- аэродинамический коэффициент, принимаемый по прил. 4 [2].

c 0.8 для наветренной стороны,

c 0.6 для подветренной стороны.

Согласно методическим указаниям при высоте стойки в раме до 4 м ветровую нагрузку допускается не учитывать. Высота стойки в нашем случае 3,4 м, следовательно ветровая нагрузка не учитывается.

3.2 Геометрический расчёт

Высота рамы от низа стропильной конструкции до конька:

Высота рамы в коньке:

Длина полупролёта:

Угол между стойкой и биссектрисным сечением (ригелем и биссектрисным сечением):

Угол между нормалью к биссектрисному сечению и ригелем:

Расчётная длина ригеля:

Рис.3.1 Геометрические характеристики рамы.

3.3 Статический расчёт рамы

Рис.3.2 Расчётная схема рамы

Найдём вертикальные реакции опор:

Найдём горизонтальные реакции опор через момент относительно точки C:

Разбиваем полупролёт рамы на 9 равных частей. Вычисляем значение изгибающего момента, продольной и поперечной силы в соответствующих сечениях и заносим в таблицу 3:

Таблица 3

№ сечения	Xi, м	yi, м	Mi, кН·м	Ni, кН	Qi, кН
D	0	3,4	-374,54	137,53	-95,93
1	1,1667	3,6917	-267,37	134,12	-82,30
2	2,3333	3,9833	-176,59	130,72	-68,67
3	3,5	4,275	-102,20	127,31	-55,05
4	4,6667	4,5667	-44,20	123,90	-41,42
5	5,8333	4,8583	-2,58	120,50	-27,79
6	7	5,15	22,64	117,09	-14,16
7	8,1667	5,4417	31,48	113,68	-0,54
8	9,3333	5,7333	23,94	110,28	13,09
C	10,5	6,025	0,00	106,87	26,72

Координата xi вычисляется по формуле:

Координата yi вычисляется по формуле:

Изгибающий момент:

Продольная сила:

Поперечная сила:

Рис.3.3 Эпюра изгибающих моментов.

3.4 Подбор сечений рамы

Исходя из пролёта рамы (l_р=21 м) ширина сечения рамы b?140 мм. Изготавливаем раму из досок шириной 175 мм. Тогда ширина сечения рамы b=B_д-?_фрез=175-10=165 мм.

Находим высоту сечения рамы в карнизном узле, т.к. там действует максимальный изгибающий момент. Предварительно высоту сечения можно вычислить по следующей формуле:

Раму изготавливаем из 36 досок толщиной 33 мм. Следовательно высота сечения карнизного узла:

Высоту сечения стойки у опоры следует принимать ?0,4 высоты сечения карнизного сечения. Принимаем:

Высоту сечения ригеля в коньке следует принимать ?0,34 высоты сечения карнизного сечения. Принимаем:

Высоту биссектрисного сечения найдём по правилам геометрии:



Площадь биссектрисного сечения:

Момент сопротивления биссектрисного сечения:

Площадь нормального сечения:

Момент сопротивления биссектрисного сечения:

3.5 Проверка прочности биссектрисного сечения

Биссектрисное сечение проверяется на прочность по смятию внутренней сжатой кромке карнизного узла и по растяжению наружной растянутой кромки по следующим формулам:



где:- расчётное сопротивление древесины смятию под углом б1=38 к волокнам древесины, определяемой по формуле (6.2) [1]:

- расчётное сопротивление древесины изгибу;

- площадь биссектрисного сечения;

- момент сопротивления биссектрисного сечения;

- коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента;

- коэффициенты, принимаемые по рисунку 41 [3];

Коэффициент продольного изгиба следует определять по формуле (7.7) [1]:

где:- для древесины;

- гибкость полурамы, определяемая по формуле:

где:- длина рамы по оси;

- средний радиус инерции полурамы;

Средняя высота сечения полурамы вычисляется как средневзвешенная по следующей формуле:

В элементах переменного по высоте сечения коэффициент k_c следует умножать на коэффициент k_g,n, принимаемый по табл.7.1 [1]:

Следовательно:

Для шарнирно-опёртых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического и близкого к ним очертания, а также консольных элементов коэффициент km,c определяется по формуле 7.22 [1]:

Т.к. эпюра изгибающих моментов не соответствует очертанию, указанному выше, коэффициент k_m,c следует умножать на поправочный коэффициент k_e, определяемый по формуле:

где:- коэффициент, учитывающий очертание эпюры изгибающих моментов, определяется по таблице 7.6 [1] (в нашем случае треугольная эпюра моментов);

Т.о. значение коэффициента k_m,c будет составлять:

Проверим прочность биссектрисного сечения:

Следовательно прочность биссектрисного сечения обеспечена.

3.6 Проверка прочности нормального сечения

Рама проверяется по нормальным сечениям на прочность как сжато-изгибаемый элемент в соответствии с пунктом 7.6 [1]:



где:- расчётное сопротивление древесины сжатию вдоль волокн древесины;

- площадь нормального сечения;

- момент сопротивления нормального сечения;

- коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента;

Проверяем нормальное сечение стойки:

Следовательно прочность стойки по нормальному сечению обеспечена.

Проверяем нормальное сечение ригеля:

Следовательно прочность ригеля по нормальному сечению обеспечена.

3.7 Проверка скалывающих напряжений

Расчёт изгибаемых элементов на прочность при скалывании следует производить по формуле (7.15) [1]:



где:- расчётное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокн при изгибе клееных элементов;

- статический момент сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

- момент инерции поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

b_d - расчётная ширина сечения элемента;

V_d - расчётная поперечная сила;

k_mod=1,05 - коэффициент условий работы;

г_n=0,95 - коэффициент безопасности по назначению.

Проверка на скалывание в опорном сечении

Статический момент S_оп:

Момент инерции опорного сечения:

Площадь опорного сечения:

Для шарнирно-опёртых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического и близкого к ним очертания, а также консольных элементов коэффициент km,c определяется по формуле 7.22 [1]:

Т.к. эпюра изгибающих моментов не соответствует очертанию, указанному выше, коэффициент k_m,c следует умножать на поправочный коэффициент k_e, определяемый по формуле:

где:- коэффициент, учитывающий очертание эпюры изгибающих моментов, определяется по таблице 7.6 [1] (в нашем случае треугольная эпюра моментов);

Т.о. значение коэффициента k_m,c будет составлять:

При расчёте на прочность по касательным напряжениям сжато-изгибаемых элементов расчётную поперечную силу V_d следует умножать на коэффициент 1/k_m,c:

Проверяем напряжение в опорном сечении:

Прочность на скалывание в опорном сечении обеспечена.

Проверка на скалывание в коньковом сечении

Статический момент S_к:

Момент инерции конькового сечения:

Площадь конькового сечения:

Т.к. при высоте сечения 1188 мм коэффициент k_m,c равен 0,9563, а при высоте сечения 653 мм равен 0,9576 (т.е. отличается незначительно), то в коньковом сечении можно принять коэффициент k_m,c равным опорому 0,9576.

При расчёте на прочность по касательным напряжениям сжато-изгибаемых элементов расчётную поперечную силу V_d следует умножать на коэффициент 1/k_m,c:



Проверяем напряжение в опорном сечении:

Прочность на скалывание в коньковом сечении обеспечена.

3.8 Проверка устойчивости плоской формы деформирования

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов сплошного сечения следует производить по формуле

(7.24)

где -- площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_m;

W_sup-- максимальный момент сопротивления брутто на участке l_m;

n = 2-- для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования на участке l_m и n = 1 -- для элементов, имеющих такие закрепления;

k_с-- коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (7.7) для любой гибкости участка элемента расчетной длиной l_m из плоскости деформирования;

k_m,c-- коэффициент, определяемый по формуле (7.22);

k_inst-- коэффициент, определяемый по формуле (7.19).

Поставим распорку на расстоянии 3,5 м от карнизного узла. Тогда длина участка lm=hcт+lrm=3,4+3,6=7м.

Коэффициент продольного изгиба следует определять по формуле (7.7) [1]:

где:- для древесины;

- гибкость рамы на участке lm, определяемая по формуле:

где:- длина рамы на участке lm;

- средний радиус инерции полурамы;

В элементах переменного по высоте сечения коэффициент k_c следует умножать на коэффициент kg,n, принимаемый по табл.7.1 [1]:

Следовательно:

Для шарнирно-опёртых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического и близкого к ним очертания, а также консольных элементов коэффициент km,c определяется по формуле 7.22 [1]:



Т.к. эпюра изгибающих моментов не соответствует очертанию, указанному выше, коэффициент k_m,c следует умножать на поправочный коэффициент k_e, определяемый по формуле:

где: - коэффициент, учитывающий очертание эпюры изгибающих моментов, определяется по таблице 7.6 [1] (в нашем случае треугольная эпюра моментов);

Т.о. значение коэффициента k_m,c будет составлять:

Коэффициент для изгибаемых элементов прямоугольного поперечного сечения, шарнирно закрепленных от смещения из плоскости изгиба и закрепленных от поворота вокруг продольной оси в опорных сечениях, следует определять по формуле

(7.19)

где =-- расстояние между точками закрепления сжатой кромки от смещения из плоскости изгиба;

b-- ширина поперечного сечения;

h-- максимальная высота поперечного сечения на участке l_m;

k_f-- коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_m, определяемый по таблице 7.4.

При подкреплении из плоскости изгиба в промежуточных точках растянутой кромки элемента на участке lm коэффициент kinst следует умножать на коэффициент kr,m, определяемый по формуле (7.25).

Проверяем устойчивость плоской формы деформирования:

Устойчивость плоской формы деформирования обеспечена.

3.9 Расчёт и конструирование узлов

Опорный узел

Рис.3.4 Опорный узел рамы

1) Высота опорного листа:

h=H/(b*fcm.90.d*kmod)=107.7/(165*3*1.05)=0.207 м

Принимаем сечение пластины 240x16 мм

Крепим фасонки толщиной 8 мм

2) Изгибающий момент в пластине:

Мп=H*lp/8=107.7*165/8=2.22

3) Проверяем прочность пластины:

У=M/W=2.22/10.24*1000=217 МПа<Ry=235 МПа

4) Момент от распора рамы:

M=H*h/2=107.7*24/2=12.92 кн*м

5) Площадь и момент сопротивления опорной пластины:

A=b*l=300*700=2100 см²

6) Определяем краевые напряжения под подошвой:

у=N/A+M/W=1.12 МПа

у=N/A-M/W=0.066 МПа

Принимаем бетон класса С6/12.Т.к. отрывающего усилия не возникает анкерные болты рассчитываются только на срез.

7) Прочность на срез:

ф=N/(A*n_s)=107.7/(2*3.14)=171 Мпа < 190 МПа

Болты диаметром 20 мм класса точности 5.6

Коньковый узел

Рис.3.5 Коньковый узел рамы

1) Поперечная сила действующая в коньке от односторонней снеговой нагрузки:

Q=s*l/8=8.64*21/8=22.356 кН

2) Усилие возникающее в первом ряду болтов:

N1=Q*l1/2*l2=22.356*47/(2*35)=15.01 кН

3) Усилие возникающее в втором ряду болтов:

N2=2N1-Q=2*15.01-22.356=7.66 кН

4) Усилие действующее в одном отдельном болте:

Тср=N1/n=15.01/2=7.5 кН

5) Находим требуемый диаметр болтов:

Принимаем болты диаметром 20 мм.

панель рама колонна

Расчёт колонны фахверка

Рис.4.1 Расчётная схема колонны фахверка

Стеновые панели в соответствии с конструктивным решением здания приняты самонесущими. Значит нагрузка от них передаётся на фундамент. Нагрузку от покрытия воспринимает рама. Т.о. колонна фахверка воспринимает лишь ветровую нагрузку. Следовательно подбор поперечного сечения ведём по предельной гибкости:

По предельной гибкости выбираем сечение колонны фахверка из цельного бруса bxh=175x175 мм.

Расчётная ветровая нагрузка составит:

Проверяем стойку фахверка как балку на изгиб от действия момента, возникающего в результате действия ветровой нагрузки:

Заключение

Выполненные расчеты и выбранные конструктивные решения позволяют сделать следующее заключение:

Произведен сбор нагрузок, действующих на одноэтажное деревянное здания.

Произведен расчет конструкций крыши -- клеефанерной панели с дощатым каркасом под листовую кровлю из профилированного настила..

Сечения элементов рамы подобраны в строгом соответствии с существующими нормативными документами, с учетом требований по экономии материала.

Сечение колонны с прокладками подобрано таким образом, чтобы обеспечить устойчивость, максимально использовать несущую способность материала.

Все конструктивные решения приняты с учетом сортамента пиломатериалов и из условия соблюдения требований, предъявляемых к точности изготовления деталей.

Выполнение всех расчетов деревянных конструкций произведено в соответствии с ТКП 45-5.05-146-2009 Деревянные конструкции.

Выполнение всех расчетов металлических конструкций произведено в соответствии со СНиП II-23-81*. Стальные конструкции.

Сбор нагрузок на конструкции произведён в соответствии со СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.

В данном проекте представлен расчет и конструирование основных составляющих каркаса деревянного технического здания. В то же время, не все элементы рассмотрены в рамках этого учебного проекта. Потому, в реальных условиях возможно использование результатов проекта лишь как части действительного проекта здания. Основные технико-экономические показатели здания приведены на листе 1 графической части проекта.

Литература

ТКП 45-5.05-146-2009 «Деревянные конструкции»

Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. для вузов / Ю.В. Слицкоухов, В.Д. Буданов, М.М. Гаппоев и др.; Под ред. Г.Г. Карлсена. и Ю.В. Слицкоухова -- 5-е изд. перераб. и доп. -- М.: Стройиздат, 1986.

Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. для вузов / Ю.В. Слицкоухов, В.Д. Буданов, М.М. Гаппоев и др.; Под ред. Г.Г. Карлсена. и Ю.В. Слицкоухова -- 6-е изд. перераб. и доп. -- М.: Стройиздат, 1991.

СНБ 5.05.01-2000 Деревянные конструкции.

СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. -- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987.

СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. -- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987.

Головач В.Н., Саяпин В.В., Фомичев В.Ф. Методические указания по расчету и конструированию узловых соединений по курсу “Конструкции из дерева и пластмасс для студентов специальности 29.03 - “Промышленное и гражданское строительство”. -- Мн.: БГПА, 1993.

Головач В.Н., Саяпин В.В., Фомичев В.Ф. Связи деревянных каркасных зданицй. Методические указания к разделу курсового проекта по курсу “Конструкции из дерева и пластмасс для студентов специальности 1202 - “Промышленное и гражданское строительство”. -- Мн.: БПИ, 1981.

К.-Г. Гётц, Д. Хоор. Атлас деревянных конструкций / Пер. с нем. - М.: Стройиздат, 1985. - 271 с.

Телеш Е.А. и др. Нормоконтроль курсовых и дипломных проектов: Справочно-метод. пособие для студентов строит. специальности -- Мн.: БГПА, 1995.--162 с.

Иванов В.А. Методические указания к графической части курсового проекта по курсу “Конструкции из дерева и пластмасс” для студентов специальности 1202 - “Промышленное и гражданское строительство”. -- Мн.: БПИ, 1986.

Размещено на Allbest.ru