Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут будівництва та інженерії довкілля
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра будівельних конструкцій та мостів
Інформація про роботу
Рік:
2007
Тип роботи:
Курсовий проект
Предмет:
Проектування конструкцій з дерева та пластмас
Група:
ПЦБ – 42
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Інститут будівництва та інженерії довкілля
Кафедра будівельних конструкцій та мостів
Пояснювальна записка на курсовий проект
з дисципліни:
“Проектування конструкцій з дерева та пластмас”
Львів – 2007
Вибір схеми споруди та покриття
Об’ємно – конструктивне рішення промислового будинку - несучі конструкції покриття спираються на окремо стоячі колони, заанкеровані у фундаменти , утворюючи систему несучих поперечних каркасів будинку.
Просторова жорсткість створюється системою настилу, в’язей та ферм і горизонтальними вітровими фермами, вертикальними в’язями по колонам ряду , вертикальними в’язями між фермами, жорстким покриттям.
Вітрові ферми влаштовують лише в торцях будинку та розташовують в площині нижніх поясів несучих балок покриття. Вони сприймають вітрове навантаження, що діє на торець вздовж осі будинку.
Вертикальні в’язі по колонам ряду складаються з обв’язочного брусу, який зв’язує колони по верху та виконує роль розпірки, та розкосів у вигляді тяжів з круглої сталі, які дозволяють виконувати їх натяг з допомогою муфти.
Дві поперечні рами будинку, зв’язані системою в’язей, складають незмінний просторовий блок. Такі блоки розташовують в торцях будинку та по довжині з відстанню між ними до 30м.
Колони торцевого фахверку зв’язані між собою поверху балками, на які спираються елементи даху. Несучі балки в торцях відсутні. На відмітці нижнього поясу ферм покриття колони фахверку зв’язані між собою горизонтальною вітровою фермою.
План
Розрахунок та проектування прогонів і крокви
Загальні дані:
Назва споруди – склад, розміри в осях – 14,0х90,0 (м). Тип покрівлі - утеплена рулонна по дощатому настилі. Ухил покрівлі - 3º . Район будівництва – м. Караганда, ІІІ-ий сніговий район; ІV-ий вітровий район, крок несучих конструкцій – В=6 м. Клас відповідальності будівлі – ІІ, .
Збір навантаження що діє на 1 м2 робочого настилу:
Табл. 1. Збір навантажень
Вид навантаження
кН/м2
кН/м2
Постійне
Три шари руберойду на мастиці (t=0,01м; )
0,06
1,3
0,08
Суцільний дощатий настил (t=0,019м; )
0,10
1,1
0,11
Сумарне
gn=0,16
g=0,19
Тимчасове
Снігове (ІІІ сніговий район)
1,0
1,4
1,4
Сумарне
sn=1,0
s=1,4
Повне погонне навантаження:
де , - відповідно коефіцієнт надійності по навантаженню і призначенню конструкції.
Настил. Статичний розрахунок:
Мал. 2.1. Схема розміщення прогонів
Розрахункова схема робочого настилу – п’ятипролітна нерозрізна балка із рівними прольотами по всій довжині від покриття.
Настил розраховується на дві комбінації навантажень:
а) Власна маса покрівлі і сніг;
б) Власна маса покрівлі і зосереджене навантаження 120 кг (вага людини з інструментом).
Мал. 2.2. Розрахункова схема настилу при експлуатаційному та розрахунковому навантаженні
а) Розрахунок на першу комбінацію навантажень.
Згинальний момент
б) Розрахунок на другу комбінацію навантажень.
Згинальний момент
Розрахункове навантаження від власної маси, що припадає на смугу шириною 0,5 м:
Розрахункова зосереджена сила:
Комбінація буде найневигіднішою тоді, коли зосереджена сила Р буде прикладена на відстані від крайньої опори.
Отримуємо, що невигіднішою є друга комбінація навантажень, по ній підбираємо переріз робочого настилу.
Обчислюємо необхідний момент опору перерізу:
,
Шукаємо потрібні розміри перерізу настилу:
, ;
Конструктивно приймаємо дошки товщиною 22 мм.
Прогин настилу:
Відносний прогин:
Прогони. Статичний розрахунок.
Табл. 2. Збір навантажень
Вид навантаження
кН/м2
кН/м2
Постійне
Три шари руберойду на мастиці (t=0,01м; )
0,06
1,3
0,08
Суцільний дощатий настил (t=0,019м; )
0,10
1,1
0,11
Робочий настил (t=0,022м; )
0,11
1,1
0.12
Плити мінераловатні (t=0,1м; )
0,075
1,1
0,083
Сумарне
gn=0,27
g=0,31
Тимчасове
Снігове (ІІІ сніговий район)
1,0
1,4
1,4
Сумарне
sn=1,0
s=1,4
Повне навантаження
де , - відповідно коефіцієнт надійності по навантаженню і призначенню конструкції.
Згинальний момент
Обчислюємо необхідний момент опору перерізу:
,
Шукаємо потрібні розміри перерізу настилу:
, ;
Приймаємо прогони перерізом 10х18 см.
Прогин прогону:
Відносний прогин:
Кроква. Статичний розрахунок:
Табл. 3. Збір навантажень
Вид навантаження
кН/м2
кН/м2
Постійне
Три шари руберойду на мастиці (t=0,01м; )
0,06
1,3
0,08
Суцільний дощатий настил (t=0,019м; )
0,10
1,1
0,11
Робочий настил (t=0,022м; b=1 м, )
0,11
1,1
0.12
Плити мінераловатні (t=0,1м; )
0,075
1,1
0,083
Прогони (t=0,18х0,1/1,5=0,012м, )
0,06
1,1
0,066
Сумарне
gn=0,41
g=0,46
Тимчасове
Снігове (ІІІ сніговий район)
1,0
1,4
1,4
Сумарне
sn=1,0
s=1,4
;
Розрахунковий проліт крокви:
Визначимо максимальний згинальний момент в прольоті крокви:
Обчислюємо момент опору перерізу: ,
Шукаємо потрібні розміри перерізу настилу:
, ;
Приймаємо крокви перерізом 25х35 см.
Прогин крокви:
Відносний прогин:
Стояк під крокви приймаємо поперечним перерізом 10х20 см
Розрахунок та проектування клеєфанерної балки покриття
Загальні дані:
Балка – клеєфанерна (з обох сторін поясів), дошки склеєні пояси. Проліт – L=14 м. Висота перерізу балки із співвідношенням . Звідси: h=1,2…1,75 м. За табл. 1 [2] придатку ІІ. приймаємо висоту клеєфанерної балки в середині прольоту h=1,3м. Матеріали балки: деревина – сосна Ic (ГОСТ 8486-86Е), фанера – березова марки ФСФ сорту В/ВВ (ГОСТ 3916-69*), температурно вологісний режим експлуатації А-1
Збір навантажень на балку покриття:
Розрахунковий проліт балки:
Визначимо максимальний згинальний момент в прольоті балки:
Максимальна поперечна сила на опорах:
Висота балки:
Висота поясу:
Геометричні характеристики балки:
Приймаємо пояс із дошок шириною 20 см, тоді 16,5см (із врахуванням острожки),
Товщину фанерної стінки приймаємо:
де волокна фанери розміщуємо паралельно нижньому поясу балки.
Необхідний момент опору:
, де - розрахунковий опір деревини 1-го сорту на розтяг вздовж волокон
Необхідний момент інерції:
Необхідний момент інерції поясів:
,
де - модуль пружності фанери (табл. 1.6 [2])
Площа поясів:
,
де
Тоді ширина поясів становить:
Приймаємо a=3,5 см , тоді коефіцієнт ; Відстань від опори до небезпечного перерізу становить:
Максимальний згинаючий момент
Геометричні характерстики:
Перевірка поясів балки:
Перевірка поясів клеєфанерної балки покриття виконуємо за формулою (93) [2]:
для нижнього розтягнутого поясу:
для верхнього стиснутого поясу:
(табл. 2.2 [2])
коефіцієнт поздовжнього згину за табл. 2.2 [2]
- розрахунковий опір деревини сосни I сорту на стиск згідно табл. 1,2 [2]
Перевірка стінки балки:
Нормальні напруження в стінці балки покриття
де
- розрахунковий опір згину фанери марки ФСФ (табл. 1.6 [2])
Головні розтягуючи напруження в першому стику фанери, тобто в зоні поперечного ребра на рівні внутрішньої кронки поясу:
де - відстань між поперечними ребрами клеєфанерної балки покриття.
статичний момент:
º; º
Перевірка фанерної стінки на зріз в зоні опорного ребра:
де
де
( табл. 1.6 [2]) – розрахунковий опір сколюванню фанери бакелізованої ФБС, при
Перевірка клеєного шва між поясами та стінкою:
де - висота клеєного шва
Оскільки в зоні першої від опори панелі місцева стійкість фанерної стінки забезпечена
Визначення прогину клеєфанерної балки покриття:
Прогин клеєфанерної балки покриття в середині прольоту:
Відносний прогин становить:
Розрахунок опирання балки на стійку:
Потрібна ширина обвязочного брусу із умов зминання в опорній площині поперек волокон нижнього поясу балки
Оскільки потрібна ширина виходить за межі сортаменту пиломатеріалів, приймаємо обвязочний брус перерізом 150×150мм, стикуючи його по довжині споруди над стійкою за допомогою двох накладок з дощок перерізом 60×150мм довжиною 5100(кріплення виконується двома парами болтів d=12мм). Тоді
Перевіряємо висоту бруса , який служить розпіркою вертикальних зв’язків між стійками. Із формули знаходимо де B=5000мм крок поперечних рам споруди.
Стик верхнього поясу в коньку виконаний зубчатим шипом і перекривається накладками перерізом 75×120мм на болтах d=16мм.
Розрахунок та проектування поперечної двошарнірної рами
Вибір конструктивної схеми:
Приймаємо стійки рами – дощатоклеєні, прямокутного поперечого перерізу із кроком вздовж будівлі В=5 м. Стійки шарнірно кріпляться до ригеля рами (клеєфанерної балки покриття) та жорстко кріпляться до залізобетонного фундаменту на анкерних болтах. Ригель рами – клеєфанерна балка висотою 1500, прольотом L=18 м. стійкість конструкцій забезпечується влаштуванням поперечних в’язей покриття та вертикальних поздовжних в’язей між стійками.
Збір навантажень на поперечну раму:
Постійне навантаження на покриття рами:
Навантаження на 1 м. п.
де B=5 м – крок поперечних рам
Снігове навантаження становить:
Навантаження від власної ваги клеєфанерної балки покриття:
Постійний розрахунковий тиск від покриття на стійку рами
Розрахунковий тиск на стійку рами від снігу:
Розрахунковий тиск від власної ваги стійки поперечної рами:
Швидкісний напір вітру на висоті "z" для місцевості типу "B" – I-ий вітровий район згідно [1] (СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия") табл. 5. Нормативне значення вітрового тиску
Коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску по висоті:
При висоті ;
Розрахунок поперечної рами:
Вітрове навантаження
Швидкісний напір вітру для м. Мінськ на висоті до 10м становить 0,17
Розрахункове навантаження на 1 погонний метр висоти колони з навітряного боку:
Де В- крок колон .
- аеродинамічний коефіцієнт для вертикальних навітряних поверхонь промислових споруд. Для завітряних поверхонь
Розрахункова зосереджена сила на рівні нижнього поясу ригеля з навітряного боку
Де - середнє значення коефіцієнта в межах ригеля, що враховує зміну швидкісного напору вітру . =1
- висота ригеля дорівнює 1,5м
крок опорних рам 5 м
- розрахункове зосереджене навантаження , яке передається на раму через проміжні колони фахверку і дорівнює 0
Розрахункове навантаження для завітряного боку
Визначаємо зусилля в стояках рами окремо для постійного та двох варіантів вітрового навантажень.
Рама є раз статично невизначена. За невідоме приймаємо повздовжнє зусилля Х в ригелі та розкриваємо статичну невизначеність рами методом сил.
Постійне навантаження та епюра згинальних моментів від нього в основній системі методу сил.
Перший варіант вітрового завантаження та епюра згинальних моментів від нього в основній системі методу сил.
Другий варіант завантаження та епюра згинальних моментів від нього в основній системі методу сил буде симетричним відносно першого варіанту.
Найнебезпечнішим є опорний переріз стояка. Зусилля що виникають в стояку.
від постійного навантаження
від I варіанту вітрового завантаження
від II варіанту вітрового завантаження
Розрахунковий згинальний момент в опорному перерізі стояка:
Поперечні сили в защемленні стояків при різних схемах завантаження:
Розрахункова поперечна сила
Підбір поперечного перерізу дощатоклеєної колони:
Стояки приймаємо постійного по всій висоті перерізу 0,2×0,42 з 12 шарів дощок товщиною 0,035м, шириною 0,2м. Поширення стійки для кріплення анкерних болтів не враховуємо.
Тоді:
Визначаємо гнучкість стояка в площині згину , рахуючи, що в будинку відсутні жорсткі торцеві стіни :
Коефіцієнт
Де =130, m = 1,2 – коефіцієнт умов роботи
Напруження в поперечному перерізі
Перевіряємо переріз стояка відносно осі Y. Відстань між вузлами вертикальних в’язей встановлюємо виходячи з граничних гнучкостей
- довжина стояка
Гнучкість стояка відносно осі Y
Напруження
Перевірка клеєного шва
Для кріплення анкерних болтів збоку стояка приклеюємо додатково три дошки
Розрахунок опорного вузла стійки:
Розрахунок болтів виконуємо за максимальним розтягуючим зусиллям при дії постійного навантаження з коефіцієнтом перенавантаження замість та вітрового навантаження
Напруження на поверхні фундаменту
Для фундаменту приймаємо бетон В25, для якого :
Обчислюємо розміри ділянок епюри:
Зусилля в болтах:
Площа болта:
Де n- кількість анкерних болтів з одного боку бази . n=2
- розрахунковий опір сталі анкерного болта
- коефіцієнт умов роботи бетону
Приймаємо анкерні болти зі сталі класу ВСт2кп, для якої
Приймаємо болти Ø16 для яких
Траверсу для кріплення анкерних болтів розраховуємо як балку
Згинальний момент
З умов розміщення анкерних болтів Ø16мм приймаємо з та
Напруження :
Перевіряємо міцність приклеєних дощок, на які опирається траверса. Приймаємо довжину приклеювання
Розрахунковий середній опір клеєного шва на сколювання
Де с=y=50cм
Напруження в клеєному шві:
Використана література:
Конструкции из дерева и пластмас. Примери расчета и конструировання./под. ред.проф.В.А.Иванова – Киев 1970, 1981-392с.
Гринь И.М. Проектирование и расчет деревянных конструкцій. Справочник, Киев, Будівельник, 1988 г.
Карлсен Г.Г. и др. Конструкций из дерева и пластмасс - Москва, 1986-543с.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия – Москва 1986-36с.
СНиП II-25-80 Деревяные конструкции. Нормы проектирования – Москва, 1982-66с.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора