Здание с деревянным каркасом

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Декабря 2014 в 05:06, курсовая работа

Описание работы

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.

Файлы: 1 файл

kursovoy_po_derevyannym_kontruktsiam_111.docx

— 391.75 Кб (Скачать файл)

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

 

 

 

 

 

                                                                                       Проверил:

                                                                                      Иванов С.Г.

                                                                                       «__»__________2014г.

 

                                                                                        Выполнил:

                                                                                        студент группы АС - 540

                                                                                        Смдорук А.А.

                                                                                       «__»__________2014г.

 

                                                                                         Работа защищена

                                                                                         с оценкой

                                                                                         __________________

                                                                                         «__»__________2014г.

 

 

Челябинск 2014

 

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Определение  геометрических размеров сооружения  и элементов конструкций

 

 

 

 

 

 

 

2 Определение нормативных и  расчетных нагрузок. Расчет настила.

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

3 Расчет прогона

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.

 

  1. Проверяем сечение 20*25 см

 

 

 

 

 

Условие выполняется

  1. Проверяем сечение 20х25см на деформативность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие выполняется

Примем прогон из сосны 2-го сорта поперечным сечением 200х250 мм


 

 

4 Расчет арки

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.

 

5 Расчет фермы

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:

 

 

 

 

6 Расчет колонны

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

Информация о работе Здание с деревянным каркасом