Проектування конструкцій з дерева та пластмас

МІНІСТЕРСТВОосвіти и науки України

Національнийуниверситет В«Львівська політехнікаВ»

Кафедрабудівельних конструкцій та мостів

розрахунково-пояснюючазаписка

докурсового проекту з дісціпліні

Проектуванняконструкцій з дерева та пластмас

Виконала:

Студент групи ПЦБ- 41

Білик О.С.

Львів- 2009

Вибір Схемиспоруди та покриття

Об'ємно-конструктивнеРішення промислового Будинку - несучі конструкції покриття спіраються на окремомустоячі колони, заанкеровані у фундаменти, утворюючі систему несучих поперечнихкаркасів Будинку.

Просторовожорсткість створюється системою настілів, в'язи та ферм и горизонтальнівітровімі фермами, вертикальними в'язи по колонам ряду, вертикальнимив'язи Між фермами, жорсткім покритт. Вітрові ферми влаштовують Ліше вТорці Будинку та розташовують в площіні ніжніх поясів несучих балок покриття.Смороду спріймають вітрове навантаженості, Що діє на торець вздовж осі Будинку. Вертікальнів'язі по колонам ряду складаються з обв'язочного брусу, Який зв'язує колони поверху та віконує роль розпіркі, та розкосів у вігляді тяжів з круглої сталі,які дозволяють віконуваті їх натяг з допомогами муфти.

Дві поперечнірами Будинку, зв'язані системою в'язи, складають незмінній Просторово блок.Такі блоки розташовують в торцях Будинку та по довжіні з відстанню Між ними до30м.

Колоні торцевогофахверк зв'язані Між собою поверху балками, на які спіраються Елементи даху.Несучі балки в торцях відсутні. На відмітці нижнього поясу ферм покриття колонифахверк зв'язані Між собою горизонтальні вітровою фермою.

1. Розрахунок конструкцій покриття

1.1 Вибірконструктівної Схеми

Пріймаємопокриття Із розрізнімі прогонами, розташованімі на відстані 2,5 м. За прогонахвздовж скату покладені Крокві з кроком 1м. За Кроква влаштована обрешітка Ізбрусків 5 х 5 см, з відстанню Між осями брусків 50 см. покрівля Із хвілястіх азбоцементніх листів звичайна профілем (ГОСТ 378 - 76) з ухілом і =0.4, О± = 21 В° 48 '.

1.2 Розрахунокобрешіткі

Збірнавантаженості від покрівлі.

Вид навантаженості

кН/м 2

нормативне

кН/м 2

розрахунково

Постійне азбестоцементні листи 0.15 1.2 0.18

Обрешітка

0.03 1.1 0.033

Всього

0.18

0.213

ТИМЧАСОВЕ

Снігове навантаженості

1.112 1.6 1.78

Всього

1.3

1.99

При О± =21 В° 48 'cosО± = 0.93, sinО± = 0.37; Оі n = 0.95 - коефіцієнт умовроботи.

Схемарозміщення прогонів.

розрахунковосхема обрешіткі.

Розрахунок попершій комбінації навантаженості (на міцність и стійкість від дії постійного та сніговогонавантаженості).

При кроці брусківобрешіткі b = 0.5м и прольоті 1м,візначаємо згінальній момент.

см 3 ; см 4 ;

напруження при косому згіні:

Візначаємопрогін:

см.

см.

см.

<.

Розрахунок поДругій комбінації навантаженості (на міцність від дії зосередженої сили Р = 1кН и власноїваги).

кН; кН;

навантаженості відвласної ваги нехтуємо.

Візначаємозгінальній момент за формулою:

залишковоїпріймаємо обрешітку Із брусків 5 х 5 см з кроком 0.5 м.

1.3 Розрахуноккроков

навантаженостівід покрівлі.

Вид навантаженості

кН/м 2

нормативне

кН/м 2

розрахунково

Постійне покрівля и обрешітка 0.18 1.2 0.216 Пароізоляція 0.02 1.2 0.024

Всього

0.182

0.24

ТИМЧАСОВЕ

Снігове навантаженості

1.112 1.6 1.78

Всього

1.29

2.02

При куті Нахилпокрівлі О± = 21 В° 48 '<30 В° скатних складового навантаженості НЕ враховуємо.

;

За сортаментомпідбіраємо брус 175 х 25 мм, см 4 ;

Візначаємопрогін:

1.4 Розрахунокпрогонів

Проліт прогонустановіть 5.1м. Крок прогонів 2.5м. Оскількі в прольоті на прогін обпірається 5Кроква, навантаженості на прожени пріймаємо рівномірно розподіленім.

Візначаємо навантаженостіна 1 м прогону від покриття и власної ваги.

Оскількі Крокві вконика зв'язують Між собою за допомог цвяхів або болтів, скатних складового напрожени НЕ передається.

Пріймаємо січення200 х 200 мм. W = 1333 см 3 , I = 13333 см 4 .

Візначаємо прогін:

2. Розрахунок клеєноїДощаті-фанерної балки

2.1 Балка - двоскатна,Дощаті-фанерні, клеїна, з плоскою стінкою, коробчатого поперечного Перетин. Проліт- 10м. Крок несучих конструкцій 5.1 м. Матеріали балки: деревина - сосна I c (ГОСТ 8486-86Е), фанера - березовамарки ФСФ.

навантаженості відвласної ваги балки:

.

Повне навантаженостіна 1 м балки:

q x н = (0,182 +0,054 +1,112) * 5.1 * 0,95 = 6.53кН/м = 0,0653 кН/см.

q x = (0,24 +0,054 * 1,1 +1,78) * 5.1 * 0,95= 10.1 кН/м = 0,101 кН/см.

Висотапоперечного Перетин балки візначається з умови:

Звідсі м. Пріймаємо висота клеєфанерноїбалки всередіні прольоту 1.0 м.

Висота балки наопорах при врахуванні ухілупокриття і = 0,1.

м.

Момент и поперечна сила:

конструктивнихрозрахунок

Для стінок балкивібіраємо фанеру, Товщина Оґ = 10мм.

пояс компонуємоІз дошок. Висота поясу пріймаємо,Весь спектр зумови:

.

Пріймаємо висотапоясу 13 см.

Необхідній моментопору в розрахунково перерізі балки:

R р = 1.2 кН/см 2 = 12 МПа - розрахунковийОпір Деревини нижнього поясу на розтяг вздовж волокон.

М = М х - Згінальній момент в небезпечних перерізі на ві...дстані х від опори.

кН см.

см 3 .

Необхідній момент інерції:

;

Візначаємо моментінерції поясів:

- момент інерції поясів.

Нехтуючі в попередніх розрахунку власниммоментом інерції поясу I 0 , візначаємо площе січення одного поясу балки.

h 1 - відстань Між осями поясів вРОЗРАХУНКОВА перерізі.

h 1 = h - h п = 84.2 - 13 = 71.2 см.

Візначаємо ширинупоясу: Компонуємопояс Із чотірьох дошок, перерізом 13 х 2.5 см.

см 2 ;

Перевіряємоміцність прийнятя поперечного Перетин по нормальних напруження:

-длярозтягнутого поясу:

- міцність нижнього поясу забезпечен.

-дляВерхня зціпити поясу:

l у - довжина поясу Між стиками фанери. l у = 1.25 м.

Перевіркастінкі балки

Нормальнінапруження в стінці балки покриття

m ф = 0.8 - коефіцієнт, Який враховуєЗменшення розрахунково опору фанери в стіках.> <

Головнірозтягуючі напруження в Першому от опори стіки фанери, тобто в зоніпоперечного ребра на рівні внутрішньої кромки пояса:

l = 1.25 м - віддаль Між поперечними ребрамижорсткості балки покриття.

Геометрічніхарактеристики балки на віддалі 1.25м від опори - в зоні поперечного ребражорсткості.

h п = 13 см, b п = 10 см.

h = 62.5 см - висота балки.

h 1 = 62.5 - 13 = 49.5 см - висота балки Між осями поясів.

статичність момент:

;

- розумів не віконується. Пріймаємо Товщина фанерних стінок 19мм.

R ф, р, О± - розрахунковий Опір фанери Під кутомО± до волокон сорочки.

статичність момент:

;

стінку віконатіІз семішарової будівельної фанери, товщина 19 мм.

Перевіркафанерної стінкі на зріз в зоні опорного ребра.

h п = 13 см, b п = 10 см.

h = 50 см - висота балки.

h 1 = 50 - 13 = 37см - висота балки Між осями поясів.

- розрахунковий Опірзрізу фанери березової, марки ФСФ при Оґ = 19мм> 8 мм.

Перевіркаклеєного шва Між поясами та стінкою.

- висота клеєного шва.

Оскількі всередіні Першої от опори панелі <50 - стійкість стінкізабезпечен.

Визначенняпрогіну клеєфанерної балки покриття

Відносній прогін двоскатноїклеєної балки коробчатого поперечного перерізу з врахування змінного перерізуи впливим зсувів в клеєніх швах:

;

де f ср -найбільшій прогін балки постійного перерізу, визначеня по моменту інерції І всередіні прольоту двоскатної балки;

k - коефіцієнт врахуванняЗміни висота перерізу по довжіні балки:

;

k з - коефіцієнт,Що враховує Вплив зсуваючіх сил на прогін балки

;

з - коефіцієнт,Який враховує Вплив зсуваючіх напруження

Отжепереріз, прийнятя в прольоті и на опорах, задовольняє вимоги міцності Всіхелементів перерізу и жорсткості балки.

3. Розрахунок та проектуванняпоперечної двошарнірної рами

3.1 Вибір конструктівної Схеми

Пріймаємо стійкірами - дощатоклеєні, прямокутного поперечного перерізу Із кроком вздовж будівліВ = 5.1 м. Стійкі шарнірно кріпляться до ригеля рами (клеєфанерної балкипокриття) та жорстко кріпляться до залізобетонного фундаменту на анкернихболтах. Ригель рами - клеєфанерна балка висота 1000 мм в середіні прольоту та 500 мм на опорах, прольотом L = 10 м. Стійкість конструкцій забезпечується Влаштування поперечнихв'язи покриття та вертикальних поздовжніх в'язи Між стійкамі.

3.2 статичностірозрахунок

Постійненавантаженості на покриття рами:

навантаженості на 1 м п.

;

де В = 5.1 м - крок поперечних рам.

Сніговенавантаженості:

;

навантаженості відвласної ваги балки покриття візначаємо по формулі:

;

;

q н , р н - відповідно норматівніЗначення постійного и ТИМЧАСОВЕ навантаженості, k с. в . - коефіцієнт для навантаженості віднесучої конструкції, l - проліт конструкції.

Постійнийрозрахунковий лещатах на стійку рами від покриття:

кН.

Постійний розрахунковийТиск від стінового огородження Із врахування елементів Кріплення на стійкурами:

.

Розрахунковийлещатах на стійку рами від снігу:

кН.

розрахунковонавантаженості від власної ваги стійкі поперечної рами:

НормативнеЗначення вітрового тисків згідно ДБН В.1.2-2: 2006 В«навантаженості и впливимВ»

.

розрахункововітрове навантаженості на раму від стіні:

Тиск -

з е - аеродінамічній коефіцієнтдля вертикальних навітряніх поверхонь промислових споруд.

Вітрове навантаженостіна раму від ділянкі стіні, Вище верху стійок:

Тиск -

h 1 - найбільша висота покриття, Якивключає висота балки та товщина плити покриття.

3.3 зусилляв стійках рами

Рама - один разстатично невізначена система. За невідоме пріймаємо повздовжнє зусилля Х урігелі його призначення та візначається для шкірного виду завантаження Окрема:

-відвітрового навантаженості, прікладеного на рівні ригеля:

-от вітрового навантаженості на стіні:

-відстінового огородження при віддалі Між серединою стінового огородження и стійкою

м.

де 0.184 -товщина стінової панелі; 0.528 - висота січення колони (орієнтовно).

Згінальні моментв закріпленнях стійок:

Поперечні сили узакріпленнях стійок:

Поздовжні сили узакріпленнях стійок:

0.9 - коефіцієнт,Який враховує дію двох короткочасніх навантаженості.

3.4 Підбірпоперечного перерізу дощатоклеєної колони

Пріймаємо стійкупрямокутного, постійного по вісоті, поперечного Перетин Із 10 дошок Товщина 3.3 см, шириною 16 см. Тоді см. Поширення стійкі для Кріплення анкерні болтів НЕ враховуємо.

Перевіряємоміцність поперечного січення по нормальних напруження:

М Д - згінальній момент від діїпоперечних и поздовжніх навантаженості. Візначається Розрахунки по деформованійсхемі.

- РОЗРАХУНКОВА площа.

см 3 .

Вздовж будівлістійкі розкріплені вертикально зв'язками и верхнім обв'язувальний брус -розпіркою, які встановлюються по зовнішніх гранях. Стійкість Такої формидеформування стійкі Із розкріпленою зовнішньою кромкою перевіряють по формулі(26) [1].

ЯКЩО на ділянціелемента l 0 розтягнута кромказакріплена Із площіні деформування, значення коефіцієнта, Який візначається поформулі (17) [1] множащимся на коефіцієнт - формула (18) [1], - накоефіцієнт -формула (27) [1].

Для елементів зрозкріпленою розтягнутою кромки n =... 1.

- коефіцієнт, Щовізначається за табл. 15 [1].

;

3.5 Перевіркаклеєніх швів на сколювання

3.6 Розрахунокопорного вузла стійкі

Для Кріпленняанкерних болтів збоку стояка пріклеюємо Додатковий три дошк:

Анкерні болтирозраховуємо по максимальному розтягуючому зусилля при дії постійногонавантаженості Із коефіцієнтом перевантаження n = 0.9 и вітрового навантаженості.

Пріймаємо опорноплиту базуватися колони розмірамі 16 х 54 см.

напруження наповерхні фундаменту:

;;

Для фундаментупріймаємо бетон В15, для Якого:

;

Обчіслюєморозмірі ділянок епюрі:

зусилля в анкернихболтах:

Площа одногоболта

Де n-кількість анкерних болтів з одногобоці бази. n = 2

- розрахунковий Опір сталіанкерного болта

- коефіцієнт умов роботибетону

Пріймаємо болтиГ?27 мм, для якіх

Як балку.

Згінальній момент:

З умів розміщенняанкерних болтів Г?27мм пріймаємо

з та

напруження:

Перевіряємоміцність пріклеєніх дошок, на які опірається траверса. Пріймаємо довжина пріклеювання

Розрахунковийсередній Опір клеєного шва на сколювання:

l ск - РОЗРАХУНКОВА довжина площісколювання.

е - плечі парі сил сколювання,його призначення та пріймають - при несіметрічній врізці, і - присіметрічній врізці.

- при розрахунку на одностороннєсколювання розтягнутіх елементів, - при розрахунку на проміжнесколювання зціпити елементів.

Міцність клеєногошва від дії зусилля Z:

Використаналітература

Конструкціярама покрівля балка

1. Гринь І.М. Будівельні конструкції з дерева та синтетичнихматеріалів. Проектування і розрахунок, Київ, Вища Школа,1990.

2.Конструкціїз дерева і пластмас. Приклад розрахунку і конструювання./Під. ред.проф.В.А. Іванова- Київ 1970, 1981-392с.

3.ГриньІ.М. Проектування і розрахунок дерев'яних конструкцій. Довідник, Київ, Будівельник,1988

4.КарлсенГ.Г. та ін Конструкцій з дерева і пластмас - Москва, 1986-543с.

5.ДБНВ.1.2-2: 2006 навантаженості и впливим - Київ, Мінбуд УКРАЇНИ, 2006.

6.СНиП II-25-80 Дерев'яні конструкції. Нормипроектування - Москва, 1982-66с.