Курсовая Конструкции из дерева и пластмасс Обоснование технико-экономических
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Оглавление
Введение
Общие данные
Выбор конструктивной схемы покрытия
Статический расчет фермы
Расчет элементов фермы
Краткие указания по изготовлению и монтажу Проверка прочности фермы при монтажных положениях
Показатели расхода материалов
Список литературы
Введение
Курсовой проект является самостоятельной работой студента и имеет своей целью систематизацию, закрепление и расширение теоретических и практических знаний студентов по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс», а также практическое применение навыков по информатике при решении инженерных задач.
Курсовой проект состоит из графической части и пояснительной записки. Исходными данными для выполнения являются задание, выданное руководителем курсового проекта.
Принятые в проекте решения должны быть обоснованы технико-экономическими расчетами с оценкой возможных вариантов.
Проект должен разрабатываться с учетом требований охраны труда, техники безопасности, производственной Санитарии, пожарной безопасности и охраны окружающей среды.
Общие данные
Цель проекта – запроектировать ферму покрытие здания ремонтной мастерской размером в плане 24х64 м.
Район строительства – г. Свердловск.
Материал конструкций: сосновые доски II и III категорий влажностью не более 15%, стальные элементы из стали ВСт.3пс.
Клей марок КБ-3 или СП-2. Кровля рулонная.
Световой фонарь продольный из стеклопластиковых панелей, зенитного типа. Изготовление несущих конструкций заводское.
Выбор конструктивной схемы покрытия
При заданных условиях проектирования рациональным решением несущих конструкций являются сегментные фермы с клееными и металлическими нижними поясами. Блоки и верхних поясов, принятые одинакового размера, склеиваются из досок толщиной 35 мм из пиломатериалов II и III категорий.
Расстояние между фермами – 6,0 м. В целях обеспечения равнопрочности по изгибу не разрезных прогонов и равномерного распределения нагрузки между фермами расстояние от крайних ферм до торцовых стен принимается 5,0 м (см. лист 1).
Фонарь зенитного типа с наклонным остеклением из стеклопластиковых панелей имеет значительно меньшие размеры и вес по сравнению с другими типами фонарей. Учитывая боковое остекление здания, принимаем ширину фонаря 3,0 м. Поперечные рамы фонаря расположены через 6 м и опираются на верхние пояса ферм покрытия. Торцовые стенки фонаря расположены на предторцовых фермах.
Кровля рулонная по асфальтовой стяжке.
Необходимая устойчивость верхних поясов из плоскости ферм обеспечивается двойным жестким настилом.
Покрытие теплое с плитным утеплителем из двух слоев фибролита. Конструкция покрытия показана листе 2.
Прогоны неразрезные, расположенные через 1,25 м, составлены из двух досок на ребро со стыками вразбежку. Фермы попарно связаны между собою вертикальными связями из досок в плоскости крайних раскосов.
Определение общих размеров фермы.
Расчетный пролет фермы l=24,0 м; расчетная высота фермы h=l /6=4,0 м; строительный подъем l /200=12см. Радиус кривизны пояса
м.
Длина дуги по оси верхнего пояса
м,
где - центральный угол дуги, определяется из выражения
откуда
Верхний пояс составляем из четырех блоков одинаковой длины
м,
т.е. меньше стандартной длины досок. Длина панелей нижнего пояса м.
Центральный угол дуги
.
Длина хорды
см.
Размер стрелки
см.
Тогда м. Длина раскоса
м.
Длина раскоса
м.
Угол наклона касательной к дуге верхнего пояса на опоре
;
то же, в узле Б
.
Угол наклона раскоса БД к горизонту в узле Д при
.
У
гол наклона раскоса ДВ к горизонту .
Статический расчет фермы
Нагрузки. При определении собственного веса крыши (табл. 1) принимаем рабочий настил виде обрешетки из брусков 40х40 мм, расположенных через 150 мм, неразрезные прогоны из двух досок 70х200 мм.
Таблица 1. Нагрузки от собственного веса крыши в кг/м2
| Элементы крыши | Нормативная нагрузка | Коэффициент нагрузки | Расчетная нагрузка |
| Один слой рубероида и один слой пергамина на мастике Защитный настил из досок 19 мм 0.019*500 Рабочий настил из брусков 40х40 мм, расположенных через 150 мм 0.04х4/15х500 Пароизоляция (один слой толя) Асфальтовая стяжка 15 мм 0.015х1800 Прогоны сечением 2х70х200, расположенные через 1,15 м Утеплитель из двух слоев фибролита 0.11*350 |
6.0 9.0
5.3 2.2 27.0
12.2
38.5 |
1.1 1.1
1.1 1.1 |
1.2
1.1
1.2
6.6
10.5
5.8
2.4
32.4
13.4
46.2
Итого 116,4 100.7
Принимаем вес покрытия равномерно распределенным по площади горизонтальной проекции. Вес крыши, отнесенный к 1 м2 плана, определяем путем умножения полученного веса на коэффициент
Следовательно нормативная нагрузка от крыши на 1 м2 плана равна gнкр=100.7*1.07=108 кг/м2, расчетная gкр=116.4*1.07=124 кг/м2.
Снеговая нормативная нагрузка на горизонтальную проекцию покрытия (3-й район) Рнсн=100 кг/м2; расчетная Рсн=100*1.4=140 кг/м2.
Настил и прогоны рассчитываются с учетом увеличения снегового отложения с заветренной стороны фонаря (см. [6], п.5.5). Ферму рассчитываем на полную и одностороннюю снеговую нагрузку. Ветровая нагрузка, ввиду ее малого влияния на ферму, не учитывается. Нагрузка от веса зенитного фонаря принята согласно примеру 2,в. Вертикальное давление Р на каждом скате от веса фонаря (589 кг) и от веса стеновой панели (500 кг) считаем приложенным в одной точке Р=589+500=1089 кг. Снеговая нагрузка на ферму определяется (рис. 4) с использованием коэффициентов перехода по [6], (табл.6)
Расчетное давление снега по 1 варианту
кг/м2;
кг/м2;
по 2 варианту
кг/м2;
кг/м2.
Средняя величина снеговой нагрузки по 1 варианту
кг/м2,
по 2 варианту
кг/м2.
Рис. 4. Схема снеговой нагрузки. 1-первый вариант; 2-второй вариант загружения.
Отсюда видно, что общее количество снега на покрытии в обоих вариантах почти одинаково. Однако, учитывая большую концентрацию нагрузки в середине пролета, принимаем для расчета 2 вариант загружения (рис. 5).
Средняя нормативная постоянная нагрузка от крыши и фонаря
кг/м2.
Собственный вес фермы определяем по формуле:
кг/м2.
Расчетная нагрузка от собственного веса
кг/м2.
Расчетная нагрузка на узлы фермы (рис. 6) следующая:
Рис. 5. Схемы загружения верхнего пояса: а-постоянная нагрузка; б-временная нагрузка.
на узел А: постоянная кг,
снеговая кг.
на узел Б: постоянная кг;
снеговая кг;
на узел В: постоянная кг.
снеговая кг.
Рис. 6. Определение усилий в элементах фермы: а-загружения и диаграмма усилий от постоянной нагрузки; б-схема загружения снегом и диаграммы усилий; 1-от полного загружения снегом; 2-от одностороннего загружения снегом.
Аналогично определяется узловая нагрузка от снега на второй половине фермы кг.
Продольные усилия в стержнях фермы определяем построением трех диаграмм усилий: от постоянной нагрузки, от полного загружения снегом по II варианту и от загружения одной половины снегом, также по II варианту снеговой нагрузки.
Усилия при различных загружениях фермы и расчетные усилия в стержнях приведены в табл. 2.
Таблица 2. Усилия в стержнях фермы в кг
| Элементы фермы | Обозначение элемента | Усилие от постоянной нагрузки | Усилия от снеговой нагрузки | Расчетное усилие | Обозначение усилия | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
| слева | справа | полная |
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Верхний пояс
Нижний пояс
Раскосы | 1-I 2-III 1-IV 3-IV
2-3 | -17250 -15600 +15250 -15500 +200
-200 | -13500 -10600 +12000 +6750 -2200
+2400 | -4800 -5400 +4200 +6750 +2400
2600
Элементы верхнего пояса рассчитываем на сжатие с изгибом вследствие кривизны пояса и наличия на нем местной нагрузки. Панель АБ. Местная погонная нагрузка в середине панели вызывает изгибающий момент, определяемый как для простой балки с пролетом, равным горизонтальной проекции панели l1=5.68 м (рис.11.7.). где Продольное сжимающее усилие вследствие кривизны пояса вызывает отрицательный изгибающий момент где Изгибающий момент в поясе Рис7. К определению изгибающих моментов в верхнем поясе. При одностороннем загружении фермы снегом справа изгибающий момент в левой панели пояса от постоянной нагрузки будет равен где Момент от продольной силы где Изгибающий момент Панель БВ (см. рис. 7). Изгибающий момент от местной нагрузки в середине панели при полном загружении снегом кгм, где Изгибающий момент При загружении снегом слева изгибающий момент от поперечных нагрузок сохраняется тот же Момент от продольной силы Изгибающий момент Момент в середине панели БВ при загружении снегом справа от поперечных нагрузок где от продольной силы где Изгибающий момент Момент от поперечной нагрузки под стойкой фонари, в точке Г при снеге справа (см. рис 11.7) Момент от продольной силы где Рис. 8. Поперечные сечения элементов ферм: а-верхнего пояса; б-раскоса ДВ; в-раскоса БД Изгибающий момент М=3610-3780=-170 кгм. Момент под фонарной стойкой от постоянной нагрузки и при загружении снегом слева. Момент от поперечных сил Момент от продольной силы Расчетные усилия рассмотренных случаев загружения сводим в таблицу (табл. 3). расчетными являются 1-й и 4-й случаи загружения. Задаемся сечением пояса из 13 досок 180Х35 мм – 180Х455 мм (доски толщиной 40 мм с острожкой с двух сторон, рис.8). Таблица 3. Усилия в сечениях верхнего пояса
Отношение Площадь поперечного сечения пояса Момент сопротивления Момент инерции Радиус инерции Расчетная длина пояса при расчете на продольное сжатиеравна длине дуги с центральным углом Напряжение в поясе при первом случае загружения где Напряжение в поясе при 4-м случае загружения где Нижний пояс. Принимаем 2 уголка 100Х63Х6 общей площадью не превышает предельно допустимую для растянутых элементов при статических нагрузках. Проверка напряжения в поясе с учетом собственного веса по формуле где Раскос ДВ: Площадь поперечного сечения раскоса, склеенного из 4-х досок 180Х35 мм, Гибкость Проверка на устойчивость Опорный узел (см. лист 3). Усилия где Принимаем длину шва по обушку Длина швов для прикрепления упорного швеллера к фасонкам Фактическая длина швов по внутренней стороне стенки и по наружным сторонам полок равна Проверяем упорный швеллер №30 на изгиб давлением торца верхнего пояса Смятие торца пояса Участок стенки швеллера, усиленный листом изгибающий момент в полосе шириной 1 см Напряжение изгиба в усиливающем листе, пренебрегая сопротивлением стенки швеллера, Ребро жесткости проверяем на изгиб, включая в расчетное сечение прилегающий участок стенки швеллера шириной Определяем толщину опорной плиты. Реактивное давление основания на опорный лист где Момент в середине части плиты, считая края плиты защемленными Необходимая толщина плиты Принимаем Промежуточный узел Б верхнего пояса центральным болтом Усилие на один срез болта Несущая способность одного среза болта: по смятию древесины по изгибу болта Стальные накладки прикрепляются глухарями Стальные накладки сечением 8Х80 мм рассчитываются: на продольный изгиб на участке расчетная длина накладки, считая один конец ее защемленным; на растяжение в ослабленном отверстии под центральный болт сечении на смятие накладки под центральным болтом Коньковый узел В (см. лист 4). Усилие в раскосе Прикрепление раскоса осуществляем 4 глухарями Суммарное усилие, воспринимаемое центральным болтом от обоих раскосов, определяем графически (рис. 11). усилие на один расчетный срез болта т.е. меньше несущей способности одного среза болта, определяемого при угле наклона раскоса к поясу Металлическую планку проверяем на устойчивость при сжатии, принимая расчетную длину Гибкость накладки Напряжение Рис. 11. К расчету центрального болта конькового узла Узел Д нижнего пояса. Усилия - Длина сварного шва толщиной на пере Проверяем прочность фасонки с соединительной планкой на разрыв в центре узла. Площадь поперечного сечения фасонки с планкой Расстояние от центра тяжести сечения до оси планки Момент инерции Момент сопротивления нижней фибры эксцентриситет растягивающего усилия по отношению к центру тяжести сечения Изгибающий момент в фасонке Напряжение в нижней фибре фасонки
При изготовлении клееных элементов фермы руководствоваться указаниями. Клееные элементы ферм изготовляются из пиломатериала II и III качественных категорий с влажностью не более 15%. Пиломатериал III категории используется для средней части сечения пояса. Для верхней и нижней зон в пределах 0.1 высоты пояса (но не менее 2-х досок в каждой зоне) используется материал II категории, для связей – III категории. Стыки досок в крайних зонах сечения пояса (по 0.1 высоты сечения) осуществляются на «ус» или зубчатым шипом. В остальной части сечения склеивание по длине может выполняться зубчатым шипом или впритык с плотной приторцовкой сжатых досок и с посадкой на клей. В одном сечении элемента допускается стыкование не более 25% всех досок, а в наиболее напряженной зоне – не более одной доски. Вдоль элемента расстояние между стыками смежных досок должно быть не менее 20 толщин доски. Стыки досок не должны образовывать ступенек, направленных в одну сторону. Ферма перевозится на стройплощадку в виде отдельных изготовленных на заводе элементов. Сборка фермы производится на строительной площадке.
(рис. 13) 1. Подъем фермы из горизонтального в вертикальное положение. Считая вес верхнего пояса равным весу всего пиломатериала, использовнного для изготовления фермы, получим нагрузку на верхний пояс где При строповке за коньковый узел (без траверсы), рассматривая пояс как неразрезную балку на 3-х опорах, изгибающий момент на коньковом узле (рис.13 в) Усилие в стыковой накладке коньковом узле где Усилие на один срез болта в накладке Напряжение в поясе за пределами накладки где При подъеме с помощью 5-метровой траверсы изгибающий момент в коньковом узле во время кантовки фермы (рис. 13, б) Усилие, проходящее на один срез болта в коньковой накладке, т.е. не превышает несущей способности одного среза болта 2. При подъеме фермы в вертикальном положении с помощью 5-метровой траверсы, принимая все фермы равномерно распределенным по длине, получим изгибающий момент под узлом траверсы где Сжимающее усилие в средней панели нижнего пояса где Усилие растяжения в коньковом узле также равно
Коэффициент собственного веса почти равен Здесь Таблица 11.4. показатели расхода древесины и стали на секцию покрытия (6Х24 м)
Список литературы
2. Биография Охеда, Алонсо 3. Реферат на тему The Hole In The Net Essay Research 4. Реферат на тему Дифракция света 5. Курсовая Разработка печатного узла 6. Реферат на тему Brain Hologram Metaphor Essay Research Paper Brain 7. Реферат Валютный контроль в РФ и основные валютные ограничения 8. Диплом Влияние родительской любви на ориентировку женщины в конфликте 9. Реферат Вещное право в Гражданском кодексе вопросы практикующего юриста законодателю 10. Реферат Коррупция в зарубежных странах | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
