Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Января 2014 в 00:18, курсовая работа
Согласно заданию, размеры одноэтажного однопролетного деревянного здания в осях 112 ´ 30 м (рис 1.). Низ стропильных конструкций находится на отметке 5,500 м от уровня чистого пола. Шаг стропильных конструкций — 4,700 м. Ограждающие конструкции — теплые клеефанерные панели с дощатым каркасом. Стеновые панели — самонесущие. Ригелем поперечной рамы одноэтажного однопролетного деревянного здания является многоугольная ферма. Колонны (клеедощатые) упруго защемлены в фундаменте.
Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Строительный факультет
Кафедра «Металлические и деревянные конструкции»
Курсовой проект
на тему
"Производственное здание."
Исполнитель: П. В.Гойтан
студент гр. 312128, 6курс
Руководитель:
Минск 2014
Стр. 38; рис. 9; табл. 2; библ. наименований 11.
СБОР НАГРУЗОК, КОНСТРУКЦИЯ КРОВЛИ, МНОГОУГОЛЬНАЯ ФЕРМА, КОЛОННА.
В курсовом проекте произведены: сбор нагрузок, составлены расчетные сочетания усилий для подбора сечений стержней фермы
Рассчитана конструкция кровли (клеефанерная панель с дощатым каркасом).
Подобраны сечения стержней полигональной фермы пролетом 30 м, рассчитаны узлы фермы.
Скомпоновано сечение
Определены технико-
Перечень графического материала: 3 листа формата А1.
7
Район строительства-г.Мозырь
Согласно заданию, размеры одноэтажного однопролетного деревянного здания в осях 112 ´ 30 м (рис 1.). Низ стропильных конструкций находится на отметке 5,500 м от уровня чистого пола. Шаг стропильных конструкций — 4,700 м. Ограждающие конструкции — теплые клеефанерные панели с дощатым каркасом. Стеновые панели — самонесущие. Ригелем поперечной рамы одноэтажного однопролетного деревянного здания является многоугольная ферма. Колонны (клеедощатые) упруго защемлены в фундаменте.
Рис.1 Схема расположения колонн здания в осях
Связи по колоннам и верхним поясам многоугольных ферм устанавливаем по торцам и по длине здания с шагом 27 м. Вертикальные связи по шатру здания устанавливаем по крайним пролетам и по длине здания с шагом 27 м в плоскостях стоек ферм.
Согласно заданию на проектирование конструкция кровли представляет собой клеефанерную панель с дощатым каркасом, покрытую гидроизоляционной ковром. Толщина теплоизоляционного слоя (теплоизоляционные плиты, приклеенные к нижней обшивке латексом, служащим пароизоляцией) принята по заданию 150 мм. В качестве гидроизоляционной рубашки принимаем три слоя кровельного материала. Определение нагрузок от собственного веса конструкций кровли произведем в таблице 1.1. Значения r, d и нормативной нагрузки принимаем согласно [9].
Таблица 1.1.
Нагрузки от собственного веса конструкции кровли
№ п/п |
Конструктивный элемент |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
gf |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
|
1 |
Три слоя кровельного материала |
0,090 |
1,3 |
0,117 |
2 |
Фанерная обшивка = (0,006 + 0,008)7 = |
0,126 |
1,1 |
0,139 |
3 |
Дощатые ребра продольные = 4 × 4,68 × 0,032 × 0,17 × 5 / (1,5 × 4,7) = |
0,072 |
1,1 |
0,089 |
4 |
Дощатые ребра поперечные = 9 × 0,45 × 0,032 × 0,17 × 5 / (1,5 × 4,7) = |
0,016 |
1,1 |
0,018 |
5 |
Теплоизоляционные плиты r = 120 кг/м3, d = 150 мм |
0,180 |
1,3 |
0,234 |
Итого постоянная нагрузка |
0,484 |
0,597 | ||
6 |
Снеговая нагрузка |
0,8 |
1,6 |
1,28 |
Согласно пп. 6.2. и 6.3. СНиП 2.01.07-85 ветровую нагрузку (рис. 2.) следует определять как сумму средней и пульсационной составляющих (для нашего случая при h = 10,5 м, и пульсационную составляющую не учитываем). Ветровой напор на кровельный шатер не учитываем, т. к. он улучшает работу элементов покрытия.
Рис.2 Расчетная схема поперечной рамы здания
где в соответствии с п. 6.11 СНиП 2.01.07-85
согласно табл. 5 СНиП 2.01.07-85
k принимаем согласно табл. 6 СНиП 2.01.07-85 (рис. 1.2.).
с принимаем согласно приложения 4 (поз. 3) СНиП 2.01.07-85 (рис. 1.2.).
B = 4,7 м (шаг стропильных конструкций).
Определение ветровой нагрузки произведем в табличной форме (табл. 1.2.).
Таблица 1.2.
Определение ветровой нагрузки, кН/м
Нагрузка |
Направление ветра слева направо |
Направление ветра справа налево | ||
Наветренная |
Подветренная |
Наветренная |
Подветренная | |
qА |
0,787 |
0 |
0,787 |
0 |
qП |
0 |
0,492 |
0 |
0,492 |
Полное значение расчетной снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять согласно п. 5.1. СНиП 2.01.07-85. В соответствии со СНиП 2.01.07-85 полученные значения нагрузок необходимо умножить на коэффициент надежности по назначению (gn):
где в соответствии с п. 5.7. СНиП 2.01.07-85 ( )
s0 принимаем по табл. 4 изм 1 кСНиП 2.01.07-85.
m принимаем в соответствии с пп. 5.3 – 5.6 СНиП 2.01.07-85.
В соответствии с вариантами 1 и 2 схемы 2 прил. 3 СНиП 2.01.07-85:
Эпюры изменения коэффициента перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие представлены на рис. 3.
Рис.3 Эпюры изменения коэффициента перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие
Значения расчетной снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия для рассматриваемых случаев:
Вариант 1 S1 = 0,96 кН/м2
Вариант 2 S2 = 0,96 кН/м2
Вариант 3 S3 = 2,56 кН/м2
Расчет произведен по СНиП II-25-80
Принимаем номинальные длину и ширину панели 4,7´1,5 м. Обшивки принимаем из березовой фанеры марки ФСФ сорта III/IV. Толщина фанеры для верхней обшивки принята равной 8 мм, нижней — 6 мм. Продольные и поперечные ребра приняты из сосновых досок сечением 170´33 мм. Количество продольных ребер определяем из условия продавливания верхней обшивки панели монтажной нагрузкой Р = 1,2 кН. Максимально допустимый шаг продольных ребер:
где
Принимаем два наружных и два внутренних продольных ребра сечением после острожки 170´33 мм, расположенных на 0,47 м друг от друга. Поперечные ребра из таких же досок расположены через 1,495 м по длине панели в местах стыковки фанерных листов.
Нагрузка, действующая на погонный метр панели:
Определим геометрические характеристики поперечного сечения панели (рис. 4.).
Рис.4 Геометрические характеристики поперечного сечения панели
Приведенный к фанере момент инерции поперечного сечения панели равен:
Моменты сопротивления поперечного сечения для нижних и верхних волокон соответственно:
В соответствии с п. 4.26 СНиП II-25-80 устойчивость сжатой обшивки панелей следует проверять по формуле:
где
;
Условие выполняется.
Проверим нижнюю растянутую обшивку на разрыв в месте стыка фанеры на ус согласно п. 4.24 СНиП II-25-80.
Условие выполняется.
Проверим клеевые швы между шпонами верхней фанерной обшивки:
Условие выполняется.
Согласно п. 4.27 СНиП II-25-80 проверку на скалывание ребер каркаса панелей по шву в месте примыкания ее к ребрам следует производить по формуле:
где
Условие выполняется.
Определим прогибы панели в соответствии с п. 4.33 СНиП II-25-80.
где
Согласно п. 3 прил. 4 СНиП II-25-80:
Согласно п. 4.32 СНиП II-25-80 и дополнению к СНиП 2.01.07-85: , отношение определено интреполяцией для плиты длиной 4,7м ( по табл.10.7п.2а дополнения к СНиП 2.01.07-85)
Принимаем для полигональной фермы верхний пояс вписанным в окружность (рис. 5.). Согласно [1] отношение высоты фермы к пролету принимаем равным 1/5-1/6 тогда . Геометрический расчет фермы приведен в приложении.
Рис.5 Геометрическая схема фермы
Компоновку узлов верхнего пояса делаем по способу, предложенному В. С. Деревягиным: прикрепляем раскосы к узлам при помощи стальных накладок и болта, расположенного в центре узлового соединения. Стыки элементов верхнего пояса перекрываем жесткими деревянными накладками на болтах. Узлы нижнего пояса решаем следующим образом: раскосы и стойки крепим при помощи стальных накладок к узловому болту, приваренному к нижнему поясу, состоящему из двух равнополочных уголков. Опорный узел конструируем в виде опорной плиты, воспринимающей опорную реакцию фермы. Давление от опорного раскоса фермы передается посредством упорной плиты и щек башмака.
Распределенную по длине пролета нагрузку приводим к узловой (опорные узлы фермы воспринимают половинную нагрузку):
где q — равномерно распределенная по длине панели нагрузка (собственный вес конструкций покрытия, снеговая нагрузка для трех вариантов загружения: 1 вариант — равномерно распределенная на весь пролет, 2 вариант — неравномерно распределенная на половину пролета, 3 вариант — равномерно распределенная на половину пролета).
d1 и d2 — соседние панели фермы.
В — шаг стропильных ферм
Собственный вес фермы принимаем в соответствии с [2]:
Статический расчет производим с помощью Base – ПК. Сбор нагрузок в узлы фермы и результаты статического расчета приведены в приложении 1
Верхний пояс
Расчет элементов верхнего пояса ведется по схеме сжато-изогнутого стержня.
где
N и l — соответственно усилие и пролет для элементов 9-10 и 10-11.
x принимаем равным 0,8.
Принимаем е = 0,06 м.
В расчете элементов верхнего пояса рассматривают два крайних случая (рис. 6.):
1 случай. Средняя опора не имеет просадки, и брус верхнего пояса представляет собой двухпролетную неразрезную балку.
2 случай. Средняя опора имеет такую просадку, что изгибающий момент на средней опоре равен нулю, и брус верхнего пояса рассматривают как разрезную балку с пролетом, равным длине панели.
Рис.6 Расчетные схемы элементов верхнего пояса фермы
Рис.6.1 Узел верхнего пояса фермы
Принимаем сечение элементов верхнего пояса из бруса b´h = 250´250 мм. Определим геометрические характеристики принятого сечения.
,
,
,
Элементы 9-10 и 10-11
1 случай:
2 случай:
где
N и l — соответственно усилие и пролет для элементов 9-10 и 10-11.
В качестве расчетного момента принимаем М = 11,79 кНм
Расчет на прочность элементов 9-10 и 10-11 в плоскости фермы произведем согласно п. 4.17 СНиП II-25-80 как для сжато-изгибаемых элементов из условия:
где
в соответствии с п. 4.4 СНиП II-25-80.
в соответствии с пп. 4.5 и 4.21 СНиП II-25-80.
l — длина элементов 9-10 и 10-11.
Условие выполняется.
Расчет на прочность элементов 9-10 и 10-11 из плоскости фермы произведем согласно п. 4.1 СНиП II-25-80 как для центрально сжатых элементов из условия:
где в соответствии с п. 4.3 СНиП II-25-80.
в соответствии с п. 4.4 СНиП II-25-80.
— расчетная длина верхнего пояса из плоскости фермы (в соответствии с пп. 4.5 и 4.21 СНиП II-25-80).
Условие выполняется.
Элементы 13-14 и 14-15
1 случай:
2 случай:
где
N и l — соответственно усилие и пролет для элементов 13-14 и 14-15.
В качестве расчетного момента принимаем М = 8,64 кНм
Расчет
на прочность элементов в
где
в соответствии с п. 4.4 СНиП II-25-80.
в соответствии с пп. 4.5 и 4.21 СНиП II-25-80.
l — длина элементов 13-14 или 14-15.
Условие выполняется.
Расчет на прочность элементов 13-14 и 14-15 из плоскости фермы произведем согласно п. 4.1 СНиП II-25-80 как для центрально сжатых элементов из условия:
где в соответствии с п. 4.3 СНиП II-25-80.
в соответствии с п. 4.4 СНиП II-25-80.
— расчетная длина верхнего пояса из плоскости фермы (в соответствии с пп. 4.5 и 4.21 СНиП II-25-80).
Информация о работе Конструкции из дерева и пластмасс, производственное здание