Реферат Производственное здание из древесины и синтетических материалов
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем 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
от 25%
Подписываем
договор
Министерство науки и образования Украины
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра: Металлических, деревянных и пластмассовых конструкций
Курсовой проект на тему:
«Производственное здание из древесины и синтетических материалов»
Выполнил: студент гр. ПГС-306 Романь А.С.
Проверила: Кожокарь О.С.
Одесса-2011
1. РАСЧЕТ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ПАНЕЛИ ПОКРЫТИЯ
Для принятого по заданию ригеля рамы необходимо предварительно вычислить длину одного ската верхнего пояса при уклоне кровли 1:4.
Модули упругости: фанеры Еф = 9000 МПа; древесины Ед = 10000 МПа.
|
Расчетная схема трехшарнирной рамы
α=arctg1/4=14°02' lck =
Максимальная ширина панели: bmах=1500мм.
Требуемое количество панелей:
Номинальная ширина панели:
где bсm.n. =
Фактическая ширина панели с учетом допуска Δb =10...50 мм:
bф = bном – Δb= 1416 –16 =1400 мм=1,4м;
Конструирование поперечного сечения панели:
Принимаем сжатую фанерную обшивку толщиной δфс = 0,8 cм;
Принимаем растянутую фанерную обшивку толщиной δфр = 0,6 cм;
Предварительно требуемая высота сечения панели:
По рекомендованному сортаменту пиломатериалов назначаем продольные ребра сечением 50х2000 мм, после острожки по пластям и кромкам получаем чистые заготовки сечением 46х194 мм.
Поперечные ребра принимаем такой же толщины и высотой на один номер сортамента меньше, чем продольные – 50х175мм, после острожки – 46х169 мм;
Определяем расстояние между продольными ребрами в свету:
Определяем расстояние между поперечными ребрами в свету:
Проверяем сжатую обшивку на местный изгиб сосредоточенной силой Р=1,2 кН (вес рабочего с инструментом). Рассматриваем панель как балку шириной 1 м.
Момент от действия сосредоточенной силы:
Момент сопротивления:
Напряжение в сжатой обшивке:
σ =
где тн – коэффициент, учитывающий действие монтажной нагрузки.
Сбор нагрузок на панель покрытия:
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м | γƒ | Расчетная нагрузка, кН/м |
| 1. 3-х слойная рулонная кровля: 0,12· bф = 0,12· 1,4 | 0,168 | 1,2 | 0,2016 |
| 2. Фанерные обшивки: (δфc+δфp) ·bф·ρф= (0,008+0,006) ·1.4·7 | 0,1372 | 1,1 | 0,15092 |
| З.Продольные ребра: hp·bр·п·рд = 0,194·0,046·4·5 | 0,17848 | 1,1 | 0,196328 |
| 4. Поперечные ребра: | 0,03949 | 1,1 | 0.04344 |
| 5. Утеплитель: | 0.14603 | 1,2 | 0,175236 |
| 6. Прижимные бруски сечением 25x25мм: 0,05·bΦ = 0,05·1,4 | 0,07 | 1,1 | 0,077 |
| 7. Пленочная пароизоляция: 0,01·bΦ = 0,01·1,4 | 0,014 | 1,1 | 0,0154 |
| Итого постоянная нагрузка: Временная нагрузка: | gн = 0,7232 | | gр = 0,862 |
| Снеговая для III района S0 = 0.7кН/м2: рn = S0·bф = 0,7·1,4; | рн = 0.98 | 1,3 | рр = 1,274 |
| Всего полная нагрузка: | qn = 1,703 | | qр = 2,136 |
Максимальные изгибающий момент и поперечная сила:
Геометрические характеристики сечения панели:
Приведенная расчетная ширина сечения панели:
bпр = 0.9 · bф = 0,9 · 1. 4= 1.26 м;
Приведенная площадь поперечного сечения:
Fnp = δфс·bпр+ δфр·bпр +bр·hp·n
Статический момент относительно растянутой кромки сечения:
=6164.21 см3;
Расстояние от растянутой кромки панели до нейтральной линии:
Определение момента инерции относительно нейтральной линии сечения:
+
Приведенные моменты сопротивления:
WпрР =
Проверяем прочность растянутой обшивки:
mф = 0,6 - коэффициент, учитывающий ослабление сечения в стыках обшивки по длине панели;
Проверяем прочность сжатой обшивки:
при
Определяем статический момент сжатой обшивки относительно центра тяжести сечения:
Проверяем скалывающие напряжения по клеевому слою фанеры в пределах ширины продольных ребер.
Расчет по второй группе предельных состояний.
Определяем прогиб плиты в середине пролета:
Определяем относительный прогиб:
2. РАСЧЕТ ТРЕХШАРНИРНОЙ РАМЫ
Рассчитаем и запроектируем несущие конструкции рамы из прямолинейных элементов. Температурно-влажностные условия эксплуатации Б1, тв=1.
Пролет рамы l = 19.5 м, шаг рам В =6 м. Класс надежности здания - III, уn= 0,9. Район строительства — г. Луцк, I район по весу снегового покрова, нормативная снеговая нагрузка S0 = 0,5 кН/м2. Ветровая нагрузка при данной схеме рамы и высоте стойки Η ≤ 3 м не учитывается, так как разгружает раму.
Определение геометрических размеров конструкции:
Уклон ригеля принимаем 1:4
Поперечное сечение рамы прямоугольное постоянной ширины b и переменной высоты h.
Высота стойки и ригеля в карнизе:
Высота поперечного сечения рамы по биссектрисе:
при уклоне 1:4 а = arctan 0,25 = 14°02', φ = 90°+14°02'=104°02';
Высота стойки на опоре hcm > 0,4h = 39 см.
Высота сечения ригеля в коньке hp > 0,3h = 30см.
Ширина сечения принимается: b=200мм
Принимаем доски сечением 200х
Ригель и стойку компонуем в виде прямоугольных клееных пакетов с последующей распиловкой пакета:
Схема распиловки пакетов для ригеля и стойки полурамы.
lриг=
Статический расчет.
Расчетная схема 3-х шарнирной рамы из прямолинейных элементов
q = g + p
Определяем координаты центров характерных сечений, считая центр тяжести опорного сечения началом координат:
Длина полурамы по осевой линии: l0 = l1 + l2;
l0 = 263,52+991,55= 1255,07 см;
Сбор нагрузок на раму
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | γf | Расчетная нагрузка, кН/м2 | |
| 1. Вес конструкции кровли, (см. расчет панели покрытия): | | – | | |
| 2. Собственный вес рамы: | | 1,1 | 0,253 | |
| Итого постоянная нагрузка: | | – | | |
| 3. Временная нагрузка: Снеговая для I -го района – S0=0.5 кН/м2 | | 1,4 | pp=0,7 | |
| Всего полная нагрузка: | | – | gp=1,567 |
Определяем расчетные погонные нагрузки на ригель рамы:
Постоянная: g =
Временная: р = рр·В = 0,7·6 = 4,2 кН/м·,
Полная: q = g + p = 5,202+4,2 = 9,402 кH/м;
Опорные реакции:
Изгибающие моменты в сечениях:
Нормальные и поперечные усилия: N1 = N2 = va,
Проверяем максимальные напряжения в биссектрисном сечении 3:
а) для сжатой зоны вдоль оси х под углом к волокнам β1
β1= 90 -
σхс=
=0,649 кН/см2 ≤ Rсмβ1 = 0,817 кН/см2
ξ=
λ=
kЖN = 0,66+0,34β=0,66+0,34·0,335=0,77 – коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения;
Расчетное сопротивление древесины смятию под углом β1 к волокнам:
б) Для растянутой зоны вдоль оси х под углом к волокнам β1:
в) Для сжатой зоны вдоль оси у под углом к волокнам
Проверяем прочность по нормальным напряжениям в сечении 4:
Раскрепляем раму в направлении из плоскости стеновыми панелями, плитами покрытия, поперечными (скатными) связями, расположенными по наружному контуру рамы, а также вертикальной связью, установленной в биссектрисном сечении 3.
Определяем положение нулевой точки на эпюре изгибающих моментов:
На 3-х участках (от опорного узла до биссектрисного сечения, от биссектрисного сечения до нулевой точки на эпюре моментов и от нулевой точки до конькового узла) проверяем устойчивость плоской формы деформирования рамы с учетом переменности сечения:
а) на участке от опорного до биссектрисного сечения:
kФ = 1,5 – коэф-т, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке;
б) на втором участке от биссектрисного сечения до нулевой точки
в) на третьем участке от нулевой точки на эпюре моментов (
Максимальное значение изгибающего момента и соответствующей продольной силы определяем в сечении, в котором поперечная сила равна нулю.
Проверяем клеевые швы на скалывание в опорном сечении:
| |
| Опорная плита |
| Траверса башмака |
КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОРНОГО УЗЛА:
| |
| Анкерный болт |
Конструкция опорного узла рамы
Проверяем торец стойки на смятие вдоль волокон:
Для фундамента принимаем бетон класса В 7,5, Rb = 4,5 Мпа;
Базу проектируем из стали марки ВСтЗкп2, сварка осуществляется электродами Э 42.
Размеры опорной плиты башмака:
Длина плиты lb = hcm + 2·(3...5 см) = 39,8 + 2·3=45,8 см,
Округляя до целого числа назначаем длину плиты lb= 46 см;
Ширина плиты bb = b + 2·(5...10 см) =18 + 2·6 = 30 см,
Определяем фактическое давление на бетон:
Толщину траверс tT конструктивно назначаем равной
Момент в заделке консольного участка 1:
Момент на участке 2, при отношении сторон
Толщина плиты tпл:
Принимаем толщину опорной плиты 1 см.
Определяем требуемый диаметр анкерных болтов:
Требуемая площадь сечения одного болта из условия среза:
Принимаем болты диаметром d = 18 мм, А = 2,54 см2;
Из условия смятия:
Принимаем высоту башмака hБ = 20 см;
Проверяем кромку стойки на смятие поперек волокон:
КОНСТРУИРОВАНИЕ КОНЬКОВОГО УЗЛА.
| |
| |
| Q 7 |
Принимаем накладки из брусьев сечением bнхhn = 125×200 мм, после острожки 115х190 мм длиной lн ≥ 2,5 hP = 2,5 ·30,9 = 77,25 см, принимаем накладку длиной lн = 80 см.
Принимаем расстояния между осями болтов е1 =
Взаимное смятие торцов полурам под углом к волокнам Ν7 = НА:
Проверяем накладки на изгиб:
Определяем несущую способность одного болта:
а) из условия смятия крайнего элемента:
Ткр = 0,8·а·dБ =0,8·11,5·2 = 18,4 кН;
б) из условия смятия среднего элемента:
Tcp = 0,8·c·dБ = 0,8·18·2 = 28,8 кН;
в) из условия изгиба болта:
Ти = 1,8 · dБ2 + 0,02 · а2 = 1,8 · 22 + 0,02 · 11,52 = 9,8 кН;
Т min =
Определяем усилия в болтах:
РАСЧЕТ СТЕНОВОЙ ПАНЕЛИ С АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫМИ ОБШИВКАМИ.
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м | yf | Расчетная нагрузка, кН/м |
| 1. Асбестоцементные плоские листы | 0,428 | 1,1 | 0,471 |
| 2.Продольные ребра: | 0,05 | 1,1 | 0,055 |
| 3. Поперечные ребра: | 0,023 | 1,1 | 0,025 |
| 4. Утеплитель из минераловатных плит на синтетическом связующем γ = 1,25 кН/м3 толщиной 0,06 м: | 0,078 | 1,2 | 0,094 |
| 5 . Пленочная пароизоляция: | 0,012 | 1,1 | 0,013 |
| 6.Шурупы и шайбы оцинкованные: | 0,012 | 1,1 | 0,013 |
| Итого постоянная нагрузка: | gн = 0,603 | - | gр = 0,671 |
| Временная нагрузка: Ветровая для III района w0 = 0,38 кН/м2: а) на период эксплуатации: w0·k1 ·c1 ·bn =0,38·0,65·0,8·1,19 б) при монтаже: w0 ·k1 ·(c1 + c2)·bn =0,38·0,65·(0,8 + 0,6)·1,19 | qэн = 0,238 qмн = 0,411 | 1,4 1,4 | qэр = 0,329 qмр = 0,576 |
Расчетное сопротивление древесины сосны II сорта растяжению Rp= 0.7кН/см2
Модуль упругости листового асбестоцемента: Е=1300·
Коэффициент приведения : knp = Ea/Eдр = = 1300/1000=1,3
Расчет асбестоцементных панелей на ветровую нагрузку и собственный вес двух панелей:
kw – коэффициент, учитывающий влияние податливости шурупов;
Момент инерции поперечного сечения панели относительно оси у:
Рассматриваем сечение как цельное коробчатое:
Прогиб от ветровой нагрузки:
kж – коэффициент жесткости составного сечения на податливых связях;
Определяем количество шурупов расставляемых на половине пролета панели с каждой стороны при расчете на ветровую нагрузку:
Статический момент брутто одного листа обшивки относительно оси у:
Расчетная несущая способность одного шурупа:
при d =
при d =
При шурупах d =
шурупов с шагом :
а при d =
шурупов с шагом:
Проверка панели на монтажную нагрузку:
q
м
Q
M
gм = kn · gр= 3·0,671 = 2,013 кН/см;
где kn = 3 – коэффициент перегрузки при транспортировании и монтаже по п. 6.25 СниП 2.03.09 – 85.
РАСЧЕТ СТОЙКИ ТОРЦОВОГО ФАХВЕРКА
Вычисляем высоту стойки Н1:
Расчетная длина стойки:
Нр = 2·Н1= 2·4,95 = 9,9м;
При допускаемой гибкости [λ] = 120 радиус инерции сечения:
Требуемая высота поперечного сечения:
При толщине досок
h=9·3,3 = 29,7 см.
Предварительно назначаем размеры сечения из досок сечением 125х40 мм, после острожки – 115х33 мм: b х h = 11,5 х 29,7 см.
Нагрузки, действующие на стойку:
1) Собственный вес стойки:
Gст= 0,115·0,297·4,95·5·1,1 = 0,93кН;
2) Собственный вес асбестоцементных стеновых панелей: по высоте укладываются 4,95 /1,2 ≈ 4шт
Постоянная нагрузка от панели: Gст.п. = 0,671·6·4 = 16,1кН;
3) Временная нагрузка – ветровой напор:
qва = w0 ·k1 ·c1 ·В0 ·γf = 0,38·0,65·0,8·6·1,4 = 1,66 кН/пм;
Вычисляем момент от собственного веса стеновых панелей:
Мст= Gст·e =16,1·20,85 = 336 кНсм;
Вычисляем момент в заделке стойки от отдельных видов нагрузки:
- от ветрового напора
- от веса стеновых панелей:
Расчетный момент в заделке:
Расчетная продольная сила:
Гибкость стойки:
Проверки выполняются, окончательно принимаем сечение bхh = 11,5х29,7 см.
Литература:
1. СНиП ІІ-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования. М. Стройиздат. 1982.
2. СНиП 201.07-65 Нагрузки и воздействия. М. ЦИТП Госстроя СССР. 1987 г.
3. Рекомендации по проектированию панельных конструкций с применением древесины и древесных материалов для производственных зданий ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. М. Стройиздат 1982 г.
4. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП ІІ-25-80) ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. М. Стройиздат 1986 г.
5. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и проектирования. Под редакцией В.А. Иванова. К. Вища школа. 1981 г.
6. Проектирование и расчет деревянных конструкций. Справочник под редакцией И.М. Гриня. К. Будівельник. 1988 г.
7. Слицкоухов Ю.В., Гуськов И.М. и др. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования. М. Стройиздат. 1991 г.
8. Клименко В.В. Проектування дерев’яних конструкцій. К. Вища школа. 1998 р.
